PEMBUATAN PROTOTIPE PINTU OTOMATIS SATU ARAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega 8535 MENGGUNAKAN DOUBLE IR

Olaaa kawann ... Kita akan bahas potongan puzzle lain yang menarik nih. Oh yaa kalian sering kan keluar masuk rumah, kamar, mall dan laiiin sebagainya. Apa kalian gak lelah buka tutup pintu ?? Aku aja lelah berusaha buka pintu hatimu :v pffttt . . . Sekarang kan jamannya serba modern, kenapa gak kita manfaatin aja teknologi ini . . . Maka dari itu sekarang kita akan membahas tentang aplikasi dari sensor motion detector. Sensor itu banyak jenisnya, ada yang peka sama gerakan dll. Masak kamu kalah sih sama sensor, sensor aja peka masak kamu gak peka peka siihh. Pake sensor giih... sensor yang akan dibahas yaitu sensor yang bisa mendeteksi gerak-gerik ehhh kamu gak peka sama gerak-gerikku yaa ... wkwkwkww (^3^)

Yuk ahh back to the topic . . . Sensor PIR ini dengan tipe AMN12111 . Sensor ini so so so so tiny guuyyyss

Okee langsung aja kita bahas cuusss !!

1.1  Mikrokontroler ATMega 8535

      Mikrokontroler AVR ( Alf and Vegard’s Risc processor ) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit ( 16- bits word ) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 ( satu ) siklus clock. Mikrokontroler AVR berteknologi RISC ( Reduced Instruction Set Computing ). Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan keluarga AT86RFxx. ( Wardhana, 2006 )

1.2  Sensor Passive InfraRed ( PIR )

    PIR atau Passive Infra Red merupakan sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Proses kerja sensor ini dilakukan dengan mendeteksi adanya radiasi panas tubuh manusia yang diubah menjadi perubahan tegangan.

Sensor PIR ( Passive Infra Red ) dapat mendeteksi sampai dengan jarak 5m. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.5.

PIR sensor mempunyai dua elemen sensing yang terhubung dengan masukan. Jika ada sumber panas yang lewat di depan sensor tersebut, maka sensor akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan bentuk gelombang. Sinyal yang dihasilkan sensor PIR mempunyai frekuensi yang rendah yaitu antara 0,2 – 5 Hz.(digilib.polsri.ac.id)

1.3  Motor DC

    Motor DC adalah suatu motor penggerak yang dikendalikan dengan arus searah ( DC ). Bagian motor DC yang paling penting adalah rotor dan stator, yang termasuk stator adalah badan motor, sikat-sikar dan inti kutub magnet. Bagian rotor adalah bagian yang berputar dari motor DC, yang termasuk rotor ialah lilitan jangkar, jangkar, komutator, tali, isolator, poros, bantalan dan kipas. ( Heryanto dan Adi, 2008 ) Driver motor digunakan untuk menggerakkan motor DC menggunakan mikrokontroler. Arus yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh mikrokontroler sangat kecil ( dalam satuan miliampere ) sehingga agar mikrokontroler dapat menggerakkan motor DC diperlukan suatu rangkaian driver motor yang mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa ampere. Rangkaian driver motor DC dapat berupa rangkaian transistor, relay, atau IC ( Integrated Circuit ). Rangkaian driver yang umum digunakan adalah dengan IC L293D.

1.4  Komponen Pendukung

1.      Resistor.

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian.

2.      Kapasitor.

Kapasitor adalah alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator sering disebut kapasitor ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C) (www.wikipedia/kapasitor.html,2009).

3.      Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang paling sederhana dari keluarga semikonduktor, dari simbolnya menunjukkan arah arus dan ini merupakan sifat dioda, bahwa dioda hanya mengalirkan arus pada satu arah atau arah maju ( forward ) sedangkan pada arah sebaliknya (reverse) arus tidak mengalir, arus hanya mengalir dari kutub Anoda ke kutub Katoda. Jenis – jenis dari dioda diantaranya : Dioda Zener, LED, Infrared, Photodioda dan sebagainya. LED ( Light Emitting Diode ), yaitu Dioda yang dapat memancarkan sinar, bisa digunakan sebagai lampu indikator dengan kelebihan yaitu umur aktifnya sangat lama jika dibandingkan dengan lampu pijar ( http://n8n.co.cc, 2009 ).

1.5  Sofware Pemrograman dan Software Downloader

   Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer dan handal untuk pemograman mikrokontoler. Dalam melakukan pemograman mikrokontroler diperlukan suatu software pemograman, salah satunya yang mendukung bahasa C adalah Code Vision AVR ( CVAVR ). CVAVR hanya dapat digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR. CVAVR selain dapat digunakan sebagai software pemograman juga dapat digunakan sebagai software downloader. Software downloader akan mendownload-kan file berekstensi “.hex” ke mikrokontroler. ( Averroes, 2009 )

1.6  Software Menggambar Rangkaian

   Dalam menggambar rangkaian dibutuhkan sebuah software. Software yang digunakan adalah Protues 7 Proffesional. Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik diupgrade ke PCB shingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak sudah benar atau tidak. Proteus mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat. Pengalaman saya menggunakan Proteus ini, software ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller. Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar – dasar elektronika sampai pada aplikasi mikrokontroller. Software ini jika di install menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan sehingga kita bisa belajar dari contoh – contoh yang sudah ada. (sharing for Life.com)

Perangkat Keras ( Hardware )

A.    Rangkain Catu Daya

Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat pula regulator yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Fungsi lainnya yaitu menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 5 V DC. Jadi secara garis besar fungsi rangkaian catu daya adalah untuk menurunkan tegangan dari 220 VAC ke 5 V DC serta menstabilkan tegangannya.

B.     Rangkaian Mikrokontroler

Rangkaian ini menggunakan ATMega 8535 dengan menggunakan IC ATMega 8535 yang digunakan sebagai minimum system. Rangkaian ini berfungsi sebagai otak yang mengatur jalannya rangkaian secara keseluruhan.

C.     Rangkaian Motor DC

Motor Dc ini digunakan untuk menggerakan pintu. Gerakan motor DC ini dapat diatur dengan pemberian data pada IC L293D sebagai driver motor DC.

D.    Rangkaian Sensor

Sensor digunakan untuk memberikan input yang nantinya akan dibaca oleh mikrokontroler. Sensor disini menggunakan sensor PIR yang terdiri dari tiga kaki. Kaki pertama terhubung dengan mikrokontroler, kaki yang kedua terhubung dengan VCC, dan kaki yang ketiga terhubung dengan Ground.

E.     Casis ( Rangka ) dan Pintu

Rangka dan pintu yang digunakan dalam alat ini menggunakan bahan dari akrilik dan alumunium.

Perangkat Lunak ( Software )

A.    CodeVisionAVR C Compiler

Aplikasi ini digunakan untuk menuliskan program yang akan dibuat yang akan disimpan dalam ekstensi *.c. Kemudian dapat meng – compile menjadi ekstensi *.hex. Setelah itu men – download – kan file *.hex ke dalam minimum system ATMega 8535.

B.     Proteus 7 Professional

Aplikasi ini digunakan untuk menggambar rangkaian. Dalam program terdapat beberapa gambar komponen elektronika sehingga memudahkan dalam pembuatan gambar rangkaian.

 Alat Pendukung

A.    Solder

Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan dan menyambung komponenkomponen elektronika.

B.     Multimeter

Digunakan untuk mengecek ukuran komponenkomponen elektronika.

C.     Cutter

Alat yang digunakan sebagai pemotong aklirik.

D.    Bor

Alat yang digunakan untuk membuat pada rangka.

 Perancangan Elektronik

Komponen elektronik dipasang sesuai dengan rangkaian yang digunakan. Kemudian rangkaian tersebut di uji coba dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut sudah terhubung dengan benar.

Diagram blok dari prototipe pintu otomatis satu arah ini adalah sebagai berikut : 

Dalam Gambar 1 adalah berisi prinsip kerja secara keseluruhan dari rangkaian elektronik yang dibuat. Sehingga keseluruhan blok dari alat dapat membentuk suatu sistem yang dapat bekerja atau difungsikan sesuai dengan perancangan.

Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik ini diawali dengan pemilihan bahan alas dan rangka pada pintu yang akan digunakan. Bahan tersebut terbuat dari bahan akrilik dan alumunium yang akan dipotong sesuai dengan ukuran dan bentuk yang diinginkan. Kemudian bagian-bagian yang telah dibentuk dirangkai sesuai dengan desain yang telah dibuat.

Pemrograman

Sebelum masuk ke tahapan pemrograman, perlu diperhatikan tentang pembuatan flowchart terlebih dahulu. Berikut flowchart yang telah dibuat :

Setelah flowchart dibuat, tahapan selanjutnya adalah menuliskan program. Adapun tahapannya adalah menuliskan program, meng – compile, dan men – download – kan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dengan menggunakan software CodeVisionAVR C Compiler.

Rancangan Pengujian Rangkaian

1.      Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC. IC 7805 merupakan IC yag dirancang khusus sebagai regulator tegangan untuk meghasilkan tegangan keluaran 5 volt yang stabil. Rangkaian diuji dengan menggunakan multimeter. Skala yang dipakai pada ukuran Voltage, dengan menghubungkan VCC rangkaian dengan kabel positif pada multimeter dan menghubungkan Ground rangkaian dengan kabel negatif pada multimeter.

2.      Rangkaian Mikrokontroler

Pengujian mikrokonroler adalah pada PORTB dihubungkan dengan delapan LED pada kaki katoda. Kaki anoda LED dihubungkan dengan resistor 1 KΩ kemudian dihubungkan ke VCC. Dengan memberi program sederhana yaitu menyalakan semua lampu.

3.      Rangkaian Motor DC

Pengujian rangkain motor DC ini dilakukan dengan membuat program sederhana untuk menghidupkan motor. Yaitu dengan memberi input 0 atau 1 pada IC L293D dari mikrokontroler. Jika motor dapat berputar berarti rangkaian ini dapat berfungsi dengan baik. Dalam rangkaian ini input IC L293D dihubungkan dengan PORTB.0, PORTB.1, PORTB.2, PORTB.3 dan outputnya dihubungkan dengan motor DC.

4.      Sensor

Pengujian sensor ini yaitu kabel positif pada multimeter dihubungkan dengan ‘VOut’ pada sensor dan kabel negatif dihubungkan dengan Ground. Diuji jika ada suhu tubuh manusia dan terdeteksi oleh sensor maka jarum pada multimeter bergerak dan sebaliknya jika tidak ada suhu tubuh manusia yang terdeteksi oleh sensor maka jarum pada multimeter tidak bergerak.

Tahap Penyelesaian

Setelah rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah – langkah penyelesaian yaitu :

1.      Menggabungkan rangkaian – rangkaian yang telah dibuat

2.      Menuliskan program kemudian di – download – kan ke mikrokontroler ATMega 8535.

3.      Melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan untuk memastikan bahwa alat telah dapat bekerja sesuai kebutuhan

1.   

4.1  Blok Diagram Rangkaian

Alat ini terdiri dari tiga rangkaian. Rangkaian yang pertama adalah rangkaian mikrokontroller ( minimum system ) ATMega 8535 yang merupakan otak dari alat ini. Rangkaian mikrokontroler ini berupa rangkaian sistem minimun ATMega 8535. Terdapat juga IC ATMega 8535 yang berfungsi untuk menyimpan program. Rangkaian kedua adalah rangkain PIR. Rangkain ini tidak dibuat sendiri melainkan menggunakan DI - PIR Motion Detector. Rangkaian yang ketiga adalah rangkaian motor DC dengan IC L293D sebagai driver motor DC. Rangkaian ini merupakan keluaran dari rangkaian mikrokontroler. Rangkaian ini berisi dua buah motor DC yang berfungsi menggerakkan pintu secara otomatis.

1.      Sensor PIR 1 dan sensor PIR 2 mendeteksi suhu tubuh manusia yang akan memberikan input ke mikrokontroler. Salah satu kaki yang terdapat pada PIR di hubungkan ke Port pada mikrokontroler, yaitu PORTC.6 dan PORTC.7

2.      Pendeteksian hambatan yang terjadi pada sensor PIR akan dibaca oleh rangkaian mikrokontroler yang nantinya akan disambungkan pada rangkaian driver motor DC, yaitu melalui PORTB.0, PORTB.1, PORTB.2, PORTB.3.

3.      IC L293D sebagai driver motor DC memberi masukan ke motor DC sehingga motor DC dapat berputar.

Pengujian Rangkaian Catu Daya

Catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC. IC 7805 merupakan IC yag dirancang khusus sebagai regulator tegangan. Masukan tegangan DC yang bervariasi maka akan didapatkan tegangan 5V yang stabil.

Sesuai gambar 4 maka didapatkan hasil pengujian seperti tabel di bawah ini. 

Jarum pada multimeter bergerak dan menunjukan tegangan yaitu yang digunakan adalah 5V, maka rangkaian catu daya tersebut telah siap dipakai.

Pengujian Rangkaian Mikrokontroler

Rangkaian ini merupakan otak dari seluruh rangkaian. Semua rangkaian yang ada dikendalikan input outputnya oleh rangkaian mikrokontroler ini. Mini sistem digunakan IC ATMega 8535 dengan alasan program bisa dihapus secara berulang – ulang. Sesuai pengujian seperti pada gambar 5 didapatkan hasil seperti tabel di bawah ini

Dengan melihat hasil pada tabel diatas, mikrokontoler telah sesuai dengan program yang dibuat maka mikrokontoler siap digunakan.

Setelah itu kemudian dibuat sesuai kebutuhan untuk pintu otomatis satu arah. Port – port yang digunakan adalah :

1.      PORTC.6 dihubungkan ke sensor PIR 1 dan PORTC.7 dihubungkan ke sensor PIR 2

2.      PORTB.0, PORTB.1, PORTB.2, PORTB.3 dihubungkan ke IC L293D

Pengujian Rangkain Motor DC

Rangkaian ini terdapat sebuah IC L293D sebagai driver motor DC dan dua buah motor DC yang berfungsi menggerakkan pintu otomatis. Dengan melakukan percobaan sesuai gambar 6 yaitu dengan memberi input 0 atau 1 pada IC L293D didapatkan hasil seperti tabel di bawah ini.

Dengan melihat hasil dari tabel diatas menunjukkan bahwa rangkaian motor DC dapat berfungsi dan siap digunakan.

Pengujian Sensor

Sensor yang digunakan dalam rangkaian pintu otomatis satu arah ini menggunakan sensor PIR ( Passive Infra Red ). Setelah dilakukan pengujian dengan cara seperti yang telah dijelaskan pada Bab III didapatkan hasil sebagai berikut. 

Dari hasil di atas maka sensor PIR dapat berfungsi dan siap untuk digunakan. Sensor PIR dalam rangkaian pintu otomatis satu arah ini berfungsi sebagai input. Sensor ini mempunyai tiga kaki. Kaki yang pertama terhubung dengan mikrokontroler, kaki kedua terhubung dengan VCC , dan kaki yang ketiga terhubung dengan Ground. Rangkaian pintu ini menggunakan dua buah sensor PIR yang mana sensor PIR 1 terhubung ke PORTC.6 dan sensor PIR 2 terhubung ke PORTC.7 dalam mikrokontroler.

1.1  Pemrograman Alat

Proses pemrograman dilakukan setelah hardware selesai dibuat. Seluruh hardware tersebut diuji apakah sudah sesuai dan tidak ada kesalahan dalam perangkainnya. Kemudian program dimasukkan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dan alat dapat menampilkan hasilnya, maka alat dalam keadaan baik. Untuk men – download program ke mikrokontroler ATMega 8535 digunakan software CodeVisionAVR C Compiler. Downloader di hubungkan ke komputer atau laptop melalui port USB.

1.2  Hasil Pengujian

Alat ini dirancang menggunakan sensor PIR ( Passive Infra Red ) dengan modul DI – PIR Motion Detector sebagai pendeteksi suhu tubuh pada pintu otomatis satu arah. Untuk menggerakkan motor digunakan IC L293D sebagai driver. IC ini berfungsi untuk mengendalikan putaran motor DC agar dapat membuka dan menutup pintu. Mikrokontroler ATMega 8535 digunakan sebagai otak dari alat ini. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan catu daya 5 V.

Kondisi pertama adalah kedua PIR yaitu PIR 1 dan PIR 2 dalam keadaan normal dan pintu dalam keadaan tertutup. Setelah PIR 1 mendeteksi suhu tubuh manusia maka LED indikator pada PIR 1 akan menyala dan ‘Vout’ akan berlogika ‘0‘. ‘Vout’ yang terhubung dengan PORTC.6 akan memberi perintah pada mikrokontroler yang kemudian diteruskan ke IC L293D untuk menggerakkan motor DC yang berakibat pintu dapat terbuka secara otomatis.

Kondisi kedua adalah setelah pintu terbuka maka sensor PIR 2 yang masih dalam keadaan normal akan mendeteksi suhu tubuh manusia maka LED indikator pada PIR 2 akan menyala dan ‘Vout’ akan berlogika ‘0’. ‘Vout’ yang terhubung dengan PORTC.7 akan memberi perintah pada mikrokontroler yang kemudian diteruskan ke IC L293D untuk menggerakkan motor DC yang berakibat pintu dapat tertutup kembali secara otomatis.

Ini ada video untuk pintu otomatis satu arah meskipun mengaplikasinya berbeda

Source : http://eprints.uns.ac.id/8689/1/162932708201009321.pdf