Laporan Akhir Modul 4
Laporan Akhir : Modul 4
PENGHITUNG BARANG OTOMATIS PADA CONVEYOR
2. Tujuan [Kembali]
2. Baterai
Raspberry Pi Pico adalah papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama chip mikrokontroler RP2040, yang dirancang dan diproduksi oleh Raspberry Pi Foundatio. Tidak seperti komputer mini raspberry Pi lainnya yang menjalankan sistem operasi seperti Linux, Pico dirancang untuk tugas-tugas yang lebih sederhana dan langsung (embedded system), seperti membaca sensor, mengontrol perangkat, atau melakukan pengolahan data pada tingkat hardware.
Adapun spesifikasi dari Raspberry Pi Pico adalah sebagai berikut:
Features and Specifications :
· Beban Maksimum: 1000 gram (1 Kg)
· Rentang Tegangan Keluaran: 0,1 mV ~ 1,0 mV / V (skala 1:1000 terhadap tegangan masukan, margin kesalahan ≤ 1,5%)
· Impedansi Masukan (Input Impedance): 1066 Ω ±20%
· Impedansi Keluaran (Output Impedance): 1000 Ω ±10%
· Tegangan Masukan Maksimum: 10 Volt DC
· Rentang Suhu Operasional: -20 ~ +65°C
· Material: Aluminium Alloy
· Ukuran: 60 x 12,8 x 12,8 mm
· Berat: 23 gram
Spesifikasi :
- Infra merah : 1,6 V
- Merah : 1,8 V – 2,1 V
- Oranye : 2,2 V
- Kuning : 2,4 V
- Hijau : 2,6 V
- Biru : 3,0 V – 3,5 V
- Putih : 3,0 – 3,6 V
- Ultraviolet : 3,5 V
LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.
2. Effective display area : 61W x 15.8H mm
3. Character size ( 5 x 7 dots ) : 2.96W X 4.86H mm
4. Character pitch : 3.55 mm
5. Dot size : 0.56W x 0.66H mm
6. Weight : about 35g
PWM (Pulse Width Modulation)
PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.
Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).
Gambar 1. Duty Cycle
· Duty Cycle = tON / ttotal
· tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1)
· tOFF = Waktu OFF atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (low atau 0)
· ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan tOFF atau disebut juga dengan “periode satu gelombang”
Pada board Arduino Uno, pin yang bisa dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0, berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1 detik.
Gambar 2. Siklus Sinyal PWM pada Arduino
ADC (Analog Digital Converter)
ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt. Pada Arduino, menggunakan pin analog input yang diawali dengan kode A (A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);
MIKROKONTROLLER (ARDUINO UNO)
Arduino Uno adalah salah satu papan mikrokontroller yang paling populer dan banyak digunakan dalam komunitas elektronika dan pemrograman. Dikembangkan berdasarkan platform open-source, Arduino Uno dirancang untuk memudahkan pengembangan berbagai proyek elektronika. Berikut merupakan gambar konfigurasi pin beserta penjelasan Arduino Uno :
1) Power USB, fungsi dari power usb pada modul Arduino adalah sebagai berikut:
- Media pemberi tegangan listrik ke Arduino
- Media tempat memasukkan program dari komputer ke Arduino
- Sebagai media untuk komunikasi serial antara komputer dan Arduino R3 maupun sebaliknya.
2) Crystal Oscillator, fungsi crystal oscillator adalah sebagai jantung Arduino yang membuat dan mengirimkan detak ke mikrokontroler agar beroperasi setiap detaknya.
3) Voltage Regulator, berfungsi menstabilkan tegangan listrik yang masuk ke Arduino.
4) Power Jack, fungsi dari power jack pada modul Arduino adalah sebagai media pemberi tegangan listrik ke Arduino apabila tak ingin menggunakan Power USB.
5) Pin Reset, berfungsi untuk mereset Arduino agar program dimulai dari awal. Cara penggunannya yaitu dengan menghubungkan pin reset ini langsung ke ground.
6) Pin Tegangan 3,3 Volt, berfungsi sebagai pin positif untuk komponen yang menggunakan tegangan 3,3 volt.
7) Pin Tegangan 5 Volt, berfungsi sebagai pin positif untuk komponen yang menggunakan tegangan 5 volt. Pin 5 volt sering juga disebut pin VCC.
8) Pin Ground (GND), fungsi pin GND adalah sebagai pin negatif pada tiap komponen yang dihubungkan ke Arduino.
9) Pin Penambah Tegangan (VIN), berfungsi sebagai media pemasok listrik tambahan dari luar sebesar 5 volt bila tak ingin menggunakan Power USB atau Power Jack.
10) Pin Analog, berfungsi membaca tegangan dan sinyal analog dari berbagai jenis sensor untuk diubah ke nilai digital.
11) Main Microcontroller, berfungsi sebagai otak yang mengatur pin-pin pada Arduino.
12) Tombol Reset, komponen pendukung Arduino yang berfungsi untuk mengulang program dari awal dengan cara menekan tombol.
13) Pin ICSP (In-Circuit Serial Programming), berfungsi untuk memprogram mikrokontroler seperti Atmega328 melalui jalur USB Atmega16U2.
14) Lampu Indikator Power, berfungsi sebagai indikator bahwa Arduino sudah mendapatkan suplai tegangan listrik yang baik.
15) Lampu TX (transmit), berfungsi sebagai penanda bahwa sedang terjadi pengiriman data dalam komunikasi serial.
16) Lampu RX (receive), berfungsi sebagai penanda bahwa sedang terjadi penerimaan data dalam komunikasi serial
17) Pin Input/Output Digital, berfungsi untuk membaca nilai logika 1 dan 0 atau mengendalikan komponen output lain seperti LED, relay, atau sejenisnya. Pin ini termasuk paling banyak digunakan saat membuat rangkaian.
Untuk pin yang berlambang “~” artinya dapat digunakan untuk membangkitkan PWM (Pulse With Modulation) yang fungsinya bisa mengatur tegangan output. Biasanya digunakan untuk mengatur kecepatan kipas atau mengatur terangnya cahaya lampu.
18) Pin AREF (Analog Reference), fungsi pin Arduino Uno yang satu ini untuk mengatur tegangan referensi eksternal yang biasanya berada di kisaran 0 sampai 5 volt.
19) Pin SDA (Serial Data), berfungsi untuk menghantarkan data dari modul I2C atau yang sejenisnya.
20) Pin SCL (Serial Clock), berfungsi untuk menghantarkan sinyal waktu (clock) dari modul I2C ke Arduino.
KOMUNIKASI ARDUINO
1) Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.
Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus penerima.
2) Serial Peripheral Interface (SPI)
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroler.
· MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
· MISO : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.
· SCLK : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.
· SS/CS : Slave Select/ Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan dikirimkan data.
Cara Kerja Komunikasi SPI :
Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO
3) Inter Integrated Circuit (I2C)
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.
Cara Kerja Komunikasi I2C :
Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop.
· Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL.
· Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.
· R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave)
· ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.
INFRARED SENSOR
Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar dan fototransistor sebagai penerima cahaya infra merah.
.jpeg)
Cara Kerja Sensor Infrared:
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 3. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat.
Sensor Loadcell merupakan transduser yang bekerja sebagai konversi dari berat benda menjadi elektrik, perubahan ini terjadi karena terdapat resistansi pada strain gauge. Pada satu sensor loadcell memiliki 4 susunan strain. Sensor ini memiliki nilai konduktansinya berbanding lurus dengan gaya/beban yang diterima dan bersifat resistif. Jika loadcell tidak ada beban besar resistansi nya akan bernilai sama pada setiap sisinya, tetapi ketika loadcell memiliki beban maka nilai resistansinya akan menjadi tidak seimbang. Proses inilah yang dimanfaatkan untuk mengukur berat pada suatu benda.
. Prinsip Kerja Sensor Loadcell
Prinsip kerja load cell ketika mendapat tekanan beban.Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan oleh strain gauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi lainnya. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya diubah menjadi nilai tegangan oleh rangkaian IC HX711. Dan berat dari objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul.
Sensor berat atau sensor loadcell memilki prinsip kerja berupa timbangan digital yaitu dengan cara memberikan output pada tegangan dari adanya perubahan pada resistansi yang dihasilkan pada perubahan posisi penyangga beban. Sehingga perubahan itu akan menghasilkan output pada amplifier. (Priskila M.N. Manege, dkk).
Loadcell merupakan komponen utama pada timbangan yang berupa digital. Cara kerja sensor loadcell bila diberikan suatu beban pada inti besi penimbangan maka yang terjadi adalah nilai dari strain gauge dan resistansi akan berubah melalui empat kabel pada komponen sensor loadcell. Yang dimana dua kabel tersebut merupakan eksitasi dan dua kabel sebagai sinyal keluaran yang berfungsi sebagai penghubung ke kontrol (Mirfan).
Gambar 2.2 Foil Strain Gauge merenggang dan merapat
Pada gambar diatas, apabila adanya tekanan pada sensor loadcell terjadi perubahan pada saat mengalami tekanan akibat beban. Pada gambar 2.3 adalah penjelasan dari polaritas sensor loadcell yang dimana memiliki 4 kutub yaitu kutub positif, kutub negatif, tegangan kabel (Vout +) (Vout -). Kabel berwarna hitam merupakan tegangan V-, kabel berwarna merah merupakan tegangan luaran V+, kabel berwarna putih merupakan Vout- dan kabel berwarna merah merupakan tegangan luaran Vout+.
Cara kerja dari sensor loadcell adalah dengan menggunakan jembatan wheatstone berikut adalah cara kerja dari jembatan wheatstone.
Gambar Rangkaian Jembatan Wheatstone
Jembatan wheatstone memiliki rangkaian yang telah dijelaskan pada gambar diatas dimana nilai dari R1=R3 dan nilai dari R2=R4, yang dimana arus akan mengalir dari sisi nilai R1 untuk mencari nilai pada Va yaitu tagangan pada R1 dan R3 menggunakan rumus
Sedangkan untuk mencari tegangan pada Vb yaitu tegangan pada R2 dan R4 menggunakan rumus
Untuk mencari nilai tegangan dari rangkaian jembatan wheatstone tersebut menggunakan
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑎 −𝑉𝑏
RFID TAG SENSOR
Sensor tag RFID adalah jenis tag RFID yang tidak hanya memancarkan pengenal unik, tetapi juga memiliki sensor internal yang dapat mendeteksi kondisi lingkungan seperti suhu, tekanan, atau kelembaban. Tag ini menggabungkan kemampuan pelacakan RFID dengan kemampuan untuk memantau kondisi lingkungan.
Setiap sistem RFID terdiri dari tiga komponen: antena pemindaian, transceiver, dan transponder. Ketika antena pemindaian dan transceiver digabungkan, mereka disebut sebagai pembaca atau interogator RFID. Ada dua jenis pembaca RFID - pembaca tetap dan pembaca seluler. Pembaca RFID adalah perangkat yang terhubung ke jaringan yang dapat portabel atau terpasang secara permanen. Ini menggunakan gelombang radio untuk mengirimkan sinyal yang mengaktifkan tag. Setelah diaktifkan, tag mengirimkan gelombang kembali ke antena, di mana ia diterjemahkan ke dalam data.
Transponder ada di tag RFID itu sendiri. Rentang baca untuk tag RFID bervariasi berdasarkan faktor-faktor termasuk jenis tag, jenis pembaca, frekuensi RFID dan gangguan di lingkungan sekitar atau dari tag dan pembaca RFID lainnya. Tag yang memiliki sumber daya yang lebih kuat juga memiliki jangkauan baca yang lebih panjang.
Tag RFID terdiri dari sirkuit terpadu (IC), antena dan substrat. Bagian dari tag RFID yang mengkodekan informasi identifikasi disebut inlay RFID.
Ada dua jenis utama sensor tag RFID:
- Tag bertenaga baterai: Tag ini memiliki baterai kecil yang memberikan daya pada sensor dan chip yang memancarkan data. Mereka biasanya memiliki jangkauan baca yang lebih panjang dan dapat mengumpulkan data yang lebih kompleks daripada tag pasif.
- Tag tanpa baterai: Tag ini memanen energi dari medan elektromagnetik pembaca RFID untuk memberi daya pada sensor dan mentransmisikan data. Mereka memiliki jangkauan baca yang lebih pendek daripada tag bertenaga baterai tetapi lebih kecil dan lebih hemat biaya.
- Manajemen rantai pasokan: Melacak dan memantau kondisi barang selama transportasi dan penyimpanan, memastikan bahwa barang disimpan pada suhu dan kelembaban yang tepat. Hal ini sangat penting untuk barang yang mudah rusak seperti makanan dan obat-obatan.
- Pelacakan aset: Melacak dan memantau lokasi dan kondisi aset, seperti peralatan, peralatan, dan kendaraan. Ini dapat membantu meningkatkan pemanfaatan aset dan mencegah pencurian.
- Pemantauan lingkungan: Memantau kondisi lingkungan di gedung, pabrik, dan lokasi lain. Data ini dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi energi, memastikan keselamatan, dan menjaga kualitas produk.
Sensor tag RFID digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk:
Grafik di atas menunjukkan prinsip kerja dasar sensor tag RFID. Pembaca RFID memancarkan gelombang radio (1), yang menginduksi arus listrik pada antena tag RFID (2). Arus ini memberi daya pada chip tag (3), yang kemudian membaca informasi yang disimpan di memorinya (4). Chip tag memodulasi sinyal yang dipantulkan kembali ke pembaca RFID (5). Pembaca RFID mendemodulasi sinyal dan meneruskan informasi ke perangkat lunak (6). Perangkat lunak ini kemudian memproses informasi dan menggunakannya untuk melacak objek, memantau kondisi lingkungan, atau memicu tindakan tertentu (7).
Sensor tag RFID adalah teknologi yang kuat dan serbaguna yang dapat digunakan untuk melacak dan memantau berbagai objek dan kondisi lingkungan. Dengan pemahaman yang baik tentang prinsip kerja, spesifikasi, dan aplikasi sensor tag RFID, Anda dapat memilih solusi yang tepat untuk kebutuhan Anda.
ULTRASONIC SENSOR
Sensor ultrasonik merupakan sensor yang menggunakan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik yaitu gelombang yang umum digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu benda dengan memperkirakan jarak antara sensor dan benda tersebut. Sensor ini berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik begitu pula sebaliknya.
Sensor ultrasonik HC-SR04 merupakan sensor siap pakai yang berfungsi sebagai pengirim, penerima dan pengontrol gelombang ultrasonik. Sensor ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2 cm – 4 m dengan akurasi 3 mm. Sensor ultrasonik memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc digunakan sebagai listrik positif dan Gnd sebagai ground. Pin Trigger digunakan untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.
Cara menggunakan sensor ini yaitu ketika diberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut.
Grafk HC SR-04 Ultrasonic Sensor
LDR SENSOR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
Grafik Waktu Respon sensor LDR:
Spesifikasi :
1.Tegangan maksimum (DC): 150V
2.Konsumsi arus maksimum: 100mW
3.Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 4.100KΩ
4.Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5.Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
1.1.
Motor servo adalah jenis motor DC dengan sistem umpan balik tertutup yang terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol, dan juga potensiometer. Jadi motor servo sebenarnya tak berdiri sendiri, melainkan didukung oleh komponen-komponen lain yang berada dalam satu paket.
Berikut ini beberapa kelebihan dan kekurangan motor servo.
1. Kelebihan Motor Servo
a. Daya yang dihasilkan sebanding dengan berat atau ukuran motor.
b. Penggunaan arus listrik sebanding dengan beban.
c. Tidak bergetar saat digunakan.
d. Tidak mengeluarkan suara berisik saat dalam kecepatan tinggi.
e. Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan mudah.
2. Kekurangan Motor Servo
a. Harga relatif lebih mahal dibanding motor DC lainnya.
b. Bentuknya cukup besar karena satu paket.
Prinsip Kerja Motor Servo
Sebenarnya prinsip kerja dari motor servo tak jauh berbeda dibanding dengan motor DC yang lain. Hanya saja motor ini dapat bekerja searah maupun berlawanan jarum jam. Derajat putaran dari motor servo juga dapat dikontrol dengan mengatur pulsa yang masuk ke dalam motor tersebut.
Motor servo akan bekerja dengan baik bila pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Frekuensi tersebut dapat diperoleh ketika kondisi Ton duty cycle berada di angka 1,5 ms. Dalam posisi tersebut rotor dari motor berhenti tepat di tengah-tengah alias sudut nol derajat atau netral.
Pada saat kondisi Ton duty cycle kurang dari angka 1,5 ms, maka rotor akan berputar berlawanan arah jarum jam. Sebaliknya pada saat kondisi Ton duty cycle lebih dari angka 1,5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam. Berikut ini adalah gambar atau skema pulsa kendali motor servo.
MOTOR DC
LED
LED adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.
Prinsip Kerja LED:
Karena LED adalah salah satu jenis dioda maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terebalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. Led memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada led maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA- 20mA dan pada tegangan 1,6V – 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan.
LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY)
LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.
Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes). Berikut merupakan tabel internal pin connection dari LED:
BATERAI
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.
Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
a) Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan
b) Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
c) Sebagai Pembagi Tegangan
d) Aplikasi Switch TRIAC
e) Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
f) Sebagai Pengendali Level Sinyal
RELAY
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Berikut merupakan grafik pengukuran tegangan pada driver relay kondisi sensor aktif:
.jpeg)
IC HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Modul melakukan komunikasi dengan computer/mikrokontroller melalui TTL232.
Spesifikasi Teknis modul HX711 Weight Scale ADC Module:
Dua kanal ADC (dapat digunakan untuk 2 load cell) dengan keluaran TTL (serial tersinkronisasi, DI dan SCK).
Tegangan opersional 5 Volt DC
Tegangan masukan diferensial ±40 mV pada skala penuh
Akurasi data 24 bit (24-bit ADC)
Frekuensi pembacaan (refresh rate) 80 Hz
Konsumsi arus kurang dari 10 mA
Ukuran: 38 x 21 mm dengan berat 20 gram
Prinsip Kerja IC HX711
Prinsip kerja sensor regangan ketika mendapat tekanan beban. (sumber datasheet HX711) Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan oleh straingauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi lainnya. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya diubah menjadi nilai tegangan oleh rangkaian pengukuran yang ada.
Dan berat dari objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul.
Prinsip operasi rangkaian strain gauge. (sumber datasheet HX711)
.jpeg)
IC Driver L298N
Modul Driver Motor L298N ini adalah sebuah sebuah H-Bridge Dual Motor Controller 2A yang memungkinkan kita untuk mengatur arah putaran maupun kecepatan dari satu atau dua motor DC. Selain itu, dengan modul driver motor ini kita juga dapat mengontrol sebuah motor DC bipolar dengan mudah.
Modul driver motor ini dapat digunakan untuk motor dengan rentang tegangan DC antara 5 Volt - 35 Volt. Pada modul ini terdapat regulator 5V sehingga jika membutuhkan sumber tegangan 5V kita bisa mendapatkannya dari board ini.
Berikut ini adalah spesifikasi dari Modul Driver Motor L298N:
· Double H-Bridge drive chip: L298N
· Logical voltage: 5V
· Logical current: 0-36 mA
· Drive voltage: 5V sampai dengan 35V
· Drive current: 2A untuk setiap motor DC
· Ukuran: 43x43x27 mm
· Berat: 30 gram
Berikut ini adalah bentuk fisik dari Modul Driver Motor L298N :
IC PCF8574
Ekspander input/output (I/O) 8-bit untuk bus dua arah dua arah (I2C) ini dirancang untuk operasi Vcc 2,5-V hingga 6-V.
Perangkat PCF8574 menyediakan ekspansi I/O jarak jauh untuk keperluan umum untuk sebagian besar keluarga mikrokontroler melalui antarmuka I2C [serial clock (SCL), serial data (SDA)].
Perangkat ini dilengkapi port I/O kuasi-dua arah 8-bit (P0-P7), termasuk output terkunci dengan kemampuan penggerak arus tinggi untuk menggerakkan LED secara langsung. Setiap I/O kuasi-dua arah dapat digunakan sebagai input atau output tanpa menggunakan sinyal kontrol arah data. Saat dihidupkan, I/O tinggi. Dalam mode ini, hanya sumber arus ke Vcc yang aktif.
Perangkat PCF8574 adalah ekspander I/O 8-bit untuk bus dua arah dua arah (I2C) yang dirancang untuk operasi Vcc 2,5-V hingga 5,5-V. Ini menyediakan ekspansi I/O jarak jauh untuk tujuan umum untuk sebagian besar keluarga pengontrol mikro melalui antarmuka I2C (jam serial, SCL, dan data serial, SDA, pin).
Perangkat PCF8574 menyediakan output saluran terbuka (INT) yang dapat dihubungkan ke input interupsi mikrokontroler. Interupsi dihasilkan oleh naik atau turunnya tepi input port dalam mode input. Setelah beberapa waktu, tiv, INT valid. Menyetel ulang dan mengaktifkan kembali rangkaian interupsi dicapai ketika data pada port diubah ke pengaturan asli atau data dibaca dari, atau ditulis ke, port yang menghasilkan interupsi. Penyetelan ulang terjadi dalam mode baca pada bit pengakuan setelah tepi naik sinyal SCL, atau dalam mode tulis pada bit pengakuan setelah transisi sinyal SCL tinggi ke rendah. Interupsi yang terjadi selama pulsa clock pengakuan dapat hilang (atau menjadi sangat pendek) karena pengaturan ulang interupsi selama pulsa ini. Setiap perubahan I/O setelah reset dideteksi dan, setelah kenaikan clock berikutnya, ditransmisikan sebagai INT. Membaca dari, atau menulis ke, perangkat lain tidak mempengaruhi rangkaian interupsi. Perangkat ini tidak memiliki konfigurasi internal atau register status. Sebaliknya, baca atau tulis ke I/O perangkat secara langsung setelah mengirimkan alamat perangkat (lihat Gambar 16 dan Gambar 17).
Dengan mengirimkan sinyal interupsi pada saluran ini, I/O jarak jauh dapat menginformasikan mikrokontroler jika ada data masuk pada portnya tanpa harus berkomunikasi melalui bus I²C. Oleh karena itu, PCF8574 dapat tetap menjadi perangkat budak yang sederhana.
Pullup tambahan yang kuat ke Vcc memungkinkan peningkatan tepi yang cepat menjadi output yang banyak muatannya. Perangkat ini menyala ketika output ditulis tinggi dan dimatikan oleh tepi negatif SCL. I/O harus tinggi sebelum digunakan sebagai input.
a.) Prosedur [Kembali]
Pada rangkaian PENGHITUNG BARANG OTOMATIS CONVEYOR system ini, untuk komunikasi arduino Master dan Slave menggunakan komunikasi UART menggunakan pin Rx dan Tx untuk transfer data, dimana pin Tx Master dihubungkan dengan Rx Slave dan Rx Master dihubungkan dengan Tx Slave. Kemudian pin sensor sebagai inputan dihubungkan dengan pin pada arduiono master dan output dihubungkan pada pin arduino slave seperti yang di deklarasikan pada program.
Pada Arduino Master masing-masing sensor sebagai inputan, outputnya dihubungkan pada pin yang ada pada arduino yaitu, untuk sensor load cell dihubungkan ke pin D8 untuk sck dan pin D9 untuk pin dout, pin D12 sensor infrarred, ldr sensor terhubung ke A3, Pin D6 dan D7 terhubung kesensor ultrasonik pin echo dan triger pin D1 dan D0 terhubung keuart pin A1 dan A0 kearduino slave
Pada Arduino Slave masing-masing pin dihubungkan dengan outputan sistem conveyor otomatis dan indicator lain seperti LED, motor DC, Motor Servo dan LCD dengan I2C. Masing-masing output pada pin digital arduino slave yaitu, LED hijau pada pin D6, motor dc (penggerak conveyor) , dan motor servo pada pin D5 dan pin D3 . Selanjut LCD dengan I2C dihubungkan dengan pin SCL dan SDA pada masing-masing pin arduino slave ( A4 Dan A5)
Setelah itu dilakukan perakitan dan penguploadan program pada mikrokontroller sesuai dengan kondisi yang sudah ditentukan sebelumnya untuk project Penghitung Otomatis Conveyor System ini.
1. Load Cell 5kg Sensor
2. LDR Sensor
3. Breadboard
4. Motor DC
5. L298N Motor Driver
6. Arduino
7. Liquid Crystal Display (LCD)
8. Potensiometer
9. Lampu Cabe E-12
10. HX711 Amplifier untuk Load Cell
11. 3 buah Baterai lithium ion (3,7 V)
12. Resistor
13. Jumper
14. PCF8574 I/O Expander
- Rangkaian Simulasi :
- Prinsip Kerja:
Pada proyek demo modul 4 praktikum UP UC kelompok 23, digunakan beberapa jenis sensor, antara lain sensor load cell untuk mengukur berat barang, sensor ultrasonik untuk mendeteksi jarak barang, sensor RFID untuk mendeteksi tag barang, sensor inframerah untuk menghitung barang yang melewati motor servo, dan sensor LDR untuk pencahayaan.
Sensor load cell mengukur berat barang yang diletakkan di atasnya dan mengaktifkan motor conveyor untuk bergerak. Jika berat barang yang terukur di atas load cell kurang dari 5 kg, maka sensor ultrasonik yang ditempatkan di atas load cell akan mendeteksi barang berdasarkan jarak yang ditetapkan, misalnya 10 cm.
Sensor ultrasonik ini berfungsi untuk mendeteksi barang di conveyor. Ada motor servo di bagian depan yang mendorong barang tersebut ke conveyor. Saat sensor ultrasonik mendeteksi barang, motor servo akan menggerakkan barang tersebut, dan setelah belt conveyor berjalan, sensor RFID akan membaca tag barang. Jika barang tidak cacat, LED hijau akan menyala dan barang akan dilanjutkan ke sensor inframerah yang menghitung barang yang telah melewati motor servo. Outputnya akan ditampilkan pada LCD. Jika barang tidak terbaca oleh RFID, maka barang dianggap cacat dan motor servo akan menutup jalur sebelum mencapai sensor inframerah. Sensor LDR digunakan untuk mengatur pencahayaan di pabrik; jika pencahayaan kurang, maka lampu akan menyala.
- Flowchart:
.png)
- Listing Program:
Komentar
Posting Komentar