1. Tujuan [Kembali]
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah:
- Mengaplikasikan ilmu yang telah didapat dari praktikum modul sebelumnya
- Membuat sebuah sistem menggunakan mikrokontroler yang dapat mengkombinasikan sensor, display, dan akuator
- Membuat kipas angin yang dapat bekerja sesuai perubahan suhu lingkungan.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
Alat dan bahan yang digunakan yaitu:
- Arduino UNO
- Modul Sensor LM-35
- Liquid Crystal Display 16X2
- Motor DC 12V
- Motor Driver
- BreadBoard
- Baterai
- Jumper
3. Dasar Teori [Kembali]
- Arduino UNO
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :
Microcontroller ATmega328P
|
Operating Voltage 5 V
|
Input Voltage (recommended) 7 – 12 V
|
Input Voltage (limit) 6 – 20 V
|
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
|
PWM Digital I/O Pins 6
|
Analog Input Pins 6
|
DC Current per I/O Pin 20 mA
|
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
|
Flash Memory 32 KB of which 0.5 KB used by bootloader
|
SRAM 2 KB
|
EEPROM 1 KB
|
Clock Speed 16 MHz
|
POWER USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
POWER JACK
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
Analog PinsPapan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
- LM-35
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah : Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
LM35 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
- Motor Driver
L298 adalah jenis IC driver motor yang dapat mengendalikan arah putaran dan kecepatan motor DC ataupun Motor stepper. IC l298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang memudahkan dalam menentukkan arah putaran suatu motor dc dan motor stepper. Dapat mengendalikan 2 untuk motor dc namun pada hanya dapat mengendalikan 1 motor stepper. Penggunaannya paling sering untuk robot line follower. Bentuknya yang kecil memungkinkan dapat meminimalkan pembuatan robot line follower.
Bentuk fisik IC L298 & Modul Driver Motor L298N
IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu mengendalikan beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper.
Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran suatu motor dc maupun motor stepper.
Untuk dipasaran sudah terdapat modul driver motor menggunakan ic l298 ini, sehingga lebih praktis dalam penggunaannya karena pin I/O nya sudah terpackage dengan rapi dan mudah digunakan.
Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk dikontrol.
Pin out dari driver motor l298
Keterangan :
- Enable A : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor A
- Enable B : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor B
- Jumper 5vdc : sebagai mode pemilihan sumber tegangan 5Vdc, jika tidak dijumper maka akan ke mode sumber tegangan 12 Vdc
- Control Pin : Sebagai kendali perputaran dan kecepatan motor yang dihubungkan ke Mikrokontroler
Spesifikasi dari Modul Driver Motor L298N
- Menggunakan IC L298N (Double H bridge Drive Chip)
- Tegangan minimal untuk masukan power antara 5V-35V
- Tegangan operasional : 5V
- Arus untuk masukan antara 0-36mA
- Arus maksimal untuk keluaran per Output A maupun B yaitu 2A
- Daya maksimal yaitu 25W
- Dimensi modul yaitu 43 x 43 x 26mm
- Berat : 26g
Di dalam IC L298, telah terkandung 2 buah rangkaian H-bridge yang siap digunakan untuk mengendalikan putaran motor DCMP.
Diagram blok IC L298
Di dalam data-sheet-nya, IC L298 dapat bekerja dengan tegangan catu hingga 46 volt DC dan memiliki arus (DC) kerja maksimal hingga 4 Ampere. Dengan spesifikasi tersebut, IC L298 sudah dapat digunakan dalam mengendalikan putaran motor DCMP dengan arus kerja hingga 4 Ampere. IC L298 memiliki 15 kaki yang memiliki fungsi tersendiri.
Tabel 2. Data karakter elektronis IC L298
Bagaimanakah cara kerja driver motor DCMP menggunakan IC L298?
Cara kerja driver motor DCMP menggunakan IC L298 adalah seperti halnya H-bridge. Sambil menyermati gambar diagram blok di atas (gambar 2). Di sana tampak bahwa IC L298 memiliki 2 buah rangkaian driver motor DCMP H-bridge. Untuk memudahkan dalam menjelaskan cara kerja H-bridge pada IC L298, kita fokus pada salah satu H-bridge saja, yaitu H-bridge yang sebelah kiri (yang berlabel angka 1 dan 2).
Pada gambar 2 tampak bahwa pada masing-masing kaki basis transistor H-bridge dihubungkan dengan sebuah gerbang logika AND yang salah satu kaki input-nya digabung dan dihubungkan dengan kaki In1 (Input 1) dan In2 (Input 2). Kemudian input salah satu gerbang AND (yaitu gerbang AND bagian bawah) diberi inverter (pembalik kondisi) yang berfungsi untuk pembalik sinyal. Selanjutnya (masih pada H-bridge sebelah kiri pada IC L298), kaki input yang kedua pada keempat gerbang AND dihubungkan dengan kaki EnA (Enable A). Kaki EnA berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298.
Dari penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa untuk mengendalikan putaran motor DCMP menggunakan H-bridge pada IC L298 perlu melibatkan 3 buah pin/kaki IC L298, yaitu:
Pertama dan kedua,
Kaki In1 (Input 1) dan kaki In2 (Input 2) yang diatur secara bersamaan (berpasangan namun berkebalikan logikanya) untuk menentukan arah putaran as motor DCMP yang dikendalikan, apakah berputar CW atau berputar CCW.
Ketiga,
Kaki EnA (Enable A) yang berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298. Aktif ketika kaki EnA diberi logika high (1 atau 5 volt) dan nonaktif ketika kaki EnA diberi logika low (0 atau 0 volt)
Apabila dicermati, proses kerja H-bridge pada IC L298 adalah sama dengan penjelasan mengenai H-bridge yang sudah penulis sampaikan dalam artikel sebelumnya.
Gambar 4. Skematik aplikasi IC L298 sebagai driver motor DCMP
Gambar 4 di atas merupakan contoh skematik rangkaian driver motor DCMP menggunakan IC L298. Pada gambar 4 tampak bahwa terdapat 4 kaki input, yaitu kaki input1 hingga kaki input4 (pada pin 5, 7, 10, dan 12 IC L298). Kaki input digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP, apakah berputar CW atau berputar CCW. Perlu diketahui bahwa, keempat kaki input pada IC L298 adalah terbagi menjadi 2 pasangan, yaitu kaki input1 dan kaki input2 digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output1 dan kaki output2. Sementara itu, kaki input3 dan kaki input4 digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output3 dan kaki output4.
Kemudian pada gambar tersebut juga terdapat kaki Enable_A dan kaki Enable_B. Kaki Enable tersebut harus diberi logika high (1) ketika hendak mengaktifkan rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298. Sedangkan jika hendak menon-aktifkan rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298, maka kaki Enable harus diberi logika low (0). Seperti halnya kaki input, kaki Enable pada IC L298 adalah terbagi menjadi 2, yaitu Enable_A untuk mengaktifkan/menon-aktifkan motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output1 dan kaki output2. Sedangkan Enable_B untuk mengaktifkan/menon-aktifkan motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output3 dan kaki output4.
Pada gambar 4 tampak juga bahwa pada setiap kaki output IC L298 dihubungkan dengan 2 buah dioda penyearah yang dirangkai sedemikian rupa (lihat gambar 4). Rangkaian 2 buah dioda tersebut memiliki fungsi untuk mencegah terjadinya induksi balik dari motor DCMP atau yang sering disebut dengan electro motive force (EMF) atau GGL induksi motor DCMP yang dapat merusak rangkaian driver motor H-bridge di dalam IC L298. Hal ini tentunya juga akan merusak IC L298.
Masih pada gambar 4, pada IC L298 tampak diberi 2 buah tegangan catu, yaitu tegangan 5 volt DC (pada kaki VCC pin 9) dan tegangan 12 volt DC (pada kaki VS pin 4). Apabila kita juga melihat gambar diagram blok IC L298 pada gambar 2, tampak bahwa VSS (atau VCC pada gambar 4) merupakan tegangan catu untuk tegangan kerja IC L298, sedangkan VS merupakan tegangan catu untuk tegangan kerja motor DCMP. Jika kita cermati, VS pada gambar 2 merupakan tegangan catu positif untuk rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298.
Untuk memudahkan dalam mengaktivasi kaki-kaki “input (IN)” dan “enable (EN)” pada IC L298, pada tabel 3 penulis merangkum data aktivasi kaki-kaki tersebut yang dilengkapi dengan dampaknya (putaran) pada motor DCMP.
Diagram blok IC L298
Di dalam data-sheet-nya, IC L298 dapat bekerja dengan tegangan catu hingga 46 volt DC dan memiliki arus (DC) kerja maksimal hingga 4 Ampere. Dengan spesifikasi tersebut, IC L298 sudah dapat digunakan dalam mengendalikan putaran motor DCMP dengan arus kerja hingga 4 Ampere. IC L298 memiliki 15 kaki yang memiliki fungsi tersendiri.
Tabel 2. Data karakter elektronis IC L298
Bagaimanakah cara kerja driver motor DCMP menggunakan IC L298?
Cara kerja driver motor DCMP menggunakan IC L298 adalah seperti halnya H-bridge. Sambil menyermati gambar diagram blok di atas (gambar 2). Di sana tampak bahwa IC L298 memiliki 2 buah rangkaian driver motor DCMP H-bridge. Untuk memudahkan dalam menjelaskan cara kerja H-bridge pada IC L298, kita fokus pada salah satu H-bridge saja, yaitu H-bridge yang sebelah kiri (yang berlabel angka 1 dan 2).
Pada gambar 2 tampak bahwa pada masing-masing kaki basis transistor H-bridge dihubungkan dengan sebuah gerbang logika AND yang salah satu kaki input-nya digabung dan dihubungkan dengan kaki In1 (Input 1) dan In2 (Input 2). Kemudian input salah satu gerbang AND (yaitu gerbang AND bagian bawah) diberi inverter (pembalik kondisi) yang berfungsi untuk pembalik sinyal. Selanjutnya (masih pada H-bridge sebelah kiri pada IC L298), kaki input yang kedua pada keempat gerbang AND dihubungkan dengan kaki EnA (Enable A). Kaki EnA berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298.
Dari penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa untuk mengendalikan putaran motor DCMP menggunakan H-bridge pada IC L298 perlu melibatkan 3 buah pin/kaki IC L298, yaitu:
Pertama dan kedua,
Kaki In1 (Input 1) dan kaki In2 (Input 2) yang diatur secara bersamaan (berpasangan namun berkebalikan logikanya) untuk menentukan arah putaran as motor DCMP yang dikendalikan, apakah berputar CW atau berputar CCW.
Ketiga,
Kaki EnA (Enable A) yang berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298. Aktif ketika kaki EnA diberi logika high (1 atau 5 volt) dan nonaktif ketika kaki EnA diberi logika low (0 atau 0 volt)
Apabila dicermati, proses kerja H-bridge pada IC L298 adalah sama dengan penjelasan mengenai H-bridge yang sudah penulis sampaikan dalam artikel sebelumnya.
Gambar 4. Skematik aplikasi IC L298 sebagai driver motor DCMP
Gambar 4 di atas merupakan contoh skematik rangkaian driver motor DCMP menggunakan IC L298. Pada gambar 4 tampak bahwa terdapat 4 kaki input, yaitu kaki input1 hingga kaki input4 (pada pin 5, 7, 10, dan 12 IC L298). Kaki input digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP, apakah berputar CW atau berputar CCW. Perlu diketahui bahwa, keempat kaki input pada IC L298 adalah terbagi menjadi 2 pasangan, yaitu kaki input1 dan kaki input2 digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output1 dan kaki output2. Sementara itu, kaki input3 dan kaki input4 digunakan untuk menentukan arah putar motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output3 dan kaki output4.
Kemudian pada gambar tersebut juga terdapat kaki Enable_A dan kaki Enable_B. Kaki Enable tersebut harus diberi logika high (1) ketika hendak mengaktifkan rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298. Sedangkan jika hendak menon-aktifkan rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298, maka kaki Enable harus diberi logika low (0). Seperti halnya kaki input, kaki Enable pada IC L298 adalah terbagi menjadi 2, yaitu Enable_A untuk mengaktifkan/menon-aktifkan motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output1 dan kaki output2. Sedangkan Enable_B untuk mengaktifkan/menon-aktifkan motor DCMP yang dihubungkan pada kaki output3 dan kaki output4.
Pada gambar 4 tampak juga bahwa pada setiap kaki output IC L298 dihubungkan dengan 2 buah dioda penyearah yang dirangkai sedemikian rupa (lihat gambar 4). Rangkaian 2 buah dioda tersebut memiliki fungsi untuk mencegah terjadinya induksi balik dari motor DCMP atau yang sering disebut dengan electro motive force (EMF) atau GGL induksi motor DCMP yang dapat merusak rangkaian driver motor H-bridge di dalam IC L298. Hal ini tentunya juga akan merusak IC L298.
Masih pada gambar 4, pada IC L298 tampak diberi 2 buah tegangan catu, yaitu tegangan 5 volt DC (pada kaki VCC pin 9) dan tegangan 12 volt DC (pada kaki VS pin 4). Apabila kita juga melihat gambar diagram blok IC L298 pada gambar 2, tampak bahwa VSS (atau VCC pada gambar 4) merupakan tegangan catu untuk tegangan kerja IC L298, sedangkan VS merupakan tegangan catu untuk tegangan kerja motor DCMP. Jika kita cermati, VS pada gambar 2 merupakan tegangan catu positif untuk rangkaian H-bridge yang ada di dalam IC L298.
Tabel 3. Aktivasi saklar pada driver motor DCMP - IC L298
Untuk memudahkan dalam mengaktivasi kaki-kaki “input (IN)” dan “enable (EN)” pada IC L298, pada tabel 3 penulis merangkum data aktivasi kaki-kaki tersebut yang dilengkapi dengan dampaknya (putaran) pada motor DCMP.
- Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V.
Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.
Bentuk dan Simbol Motor DC
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan
- LCD
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.
Struktur Dasar LCD (Liquid Crystal Display):
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :
- Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
- Elektroda Positif (Positive Electrode)
- Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
- Elektroda Negatif (Negative Electrode)
- Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
- Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD :
Gambar Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:
1. Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2. Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
3. Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4. Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
5. Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6. Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
- Komunikasi 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.
Cara Kerja Komunikasi UART
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.
- Pulse Width Modulation (PWM)
Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi
lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk
mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM
adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan
yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta
aplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa
pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, pengaturan nyala
terang LED dan lain sebagainya.
Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap,
namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus
dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki
frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga
100%).
Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan
signal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya Sinyal PWM dapat
dibangkitkan dengan banyak cara, dapat menggunakan metode analog dengan
menggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Dengan
metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan
metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu
sendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut
Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit berarti PWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 28 = 256 variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.
Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit berarti PWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 28 = 256 variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.
5. Listing Program [Kembali]
PROGRAM MASTER:
//Master
#define lm35 A0 //Deklarasi pin 2 untuk button
int C;
void setup() //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali
{
pinMode (lm35,INPUT); //Menjadikan Pin A0 sebagai Input Arduino
Serial.begin(9600); //Set baud rate 9600
}
void loop() //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi berulang
{
C=((5*analogRead(lm35)*100.00)/1024); //Mendapatkan nilai suhu
Serial.write(C); //Mengirim data ke Slave
Serial.println(C); //Mengirim data ke Serial Monitor
delay (50);
}
PROGRAM SLAVE:
//SLAVE
#define kanan 10 //Mendefinisikan pin Kanan
#define kiri 11 //dan kiri motor dengan Konstanta 10 & 11
#define enA 9 //mendefinisikan pin 9 sebagai eneble motor
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);
float C; //Mendeklarasikan Variabel C dengan tipe data float
void setup()
{
pinMode(kanan, OUTPUT); //Mendefinisikan kanan,kiri
pinMode(kiri, OUTPUT); //dan enA sebagai output
pinMode(enA, OUTPUT); //dari Arduino
lcd.begin(16,2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0); //Mensetting cursor di 0,0 pada lcd
lcd.print("WE ARE TEAM 27"); //Menampilkan karakter pada lcd
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("-SmarT_FAN-");
delay(400);
Serial.begin(9600); //Set baud rate 9600
}
void loop()
{
if (Serial.available() > 0)
{
int data = Serial.read(); // MEMBACA DATA DARI MASTER
if (data>=32)
{
digitalWrite(kanan, HIGH);
digitalWrite(kiri, LOW);
analogWrite(enA,254);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SANGAT PANAS");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(data);
lcd.print("_Celcius");
Serial.println(data);
}
else if (data>=30 && data<=32)
{
digitalWrite(kiri, LOW);
digitalWrite(kanan, HIGH);
analogWrite(enA,180);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SUHU PANAS");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(data);
lcd.print("_Celcius");
Serial.println(data);
}
else if (data>=25 && data<=29)
{
digitalWrite(kiri,LOW);
digitalWrite(kanan,HIGH);
analogWrite(enA,50);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SUHU Normal");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(data);
lcd.print("_Celcius");
}
else
{
digitalWrite(kiri, LOW);
digitalWrite(kanan, LOW);
analogWrite(enA,0);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SUHU ABNORMAL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(data);
lcd.print("_Celcius");
Serial.println(data);
}
}
delay(50);
}
6. Foto Rangkaian Simulasi dan Alat [Kembali]
7. Video Rangkaian Simulasi dan Alat [Kembali]
video simulasi
video alat
8. Analisa [Kembali]
Pada project ini, digunakan dua buah arduino yang bertujuan untuk komunikasi dua arduino yang pada project ini menggunakan komunikasi UART. Projek ini juga menggunakan sebuah motor Driver jenis L298N yang dapat digunakan sebagai penjembatan supply eksternal motor DC 12 volt. Dan project ini menggunkan LCD sebagai penampil suhu yang terbaca oleh sensor LM35. Dan Sensor LM35 dihubingkan ke Arduino pertama yang di set menjadi Master.
Cara Kerja Alat ini Adalah dua buah Arduino yang disetting menjadi Master dan Slave, Master dijadikan sebagai Input dari alat ini sedangkan slave dijadikan sebagai output alat. Pada master terdapat Sensor LM35 yang menjadi Input analog sebagai pendeteksi suhu lingkungan sekitarnya, Dari hasil yang terbaca pada sensor, Maka data akan dikirim ke Slave yang disana terdapat Motor driver dan LCD sebagai output dari alat ini.
Jika suhu yang terbaca pada LM35 besar dari 32 Derjat celcius, maka outputnya motor akan berputar dengan pwm sebesar 254 dan lcd akan menampilkan besar suhu yang terbaca. Jika suhu yang terbaca pada LM35 kecil-sam dari 32 dan besar-sama 30 Derjat celcius, maka outputnya motor akan berputar dengan pwm sebesar 180 dan lcd akan menampilkan besar suhu yang terbaca. Jika suhu yang terbaca pada LM35 besar-sama dari 25 dan kecil-sama 29 Derjat celcius, maka outputnya motor akan berputar dengan pwm sebesar 50 dan lcd akan menampilkan besar suhu yang terbaca. Jika suhu yang terbaca pada LM35 selain dari kondisi di atas, maka outputnya motor akan mati dan lcd akan menampilkan besar suhu yang terbaca.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar