Alat Pengukur Tinggi dengan Password

[Back to Home]
[Go to Bottom]

DAFTAR ISI

1. Tujuan
2. Alat dan Bahan
3. Dasar Teori
4. Percobaan

Percobaan 

Rangkaian Percobaan

*klik teks untuk menuju

Alat Pengukur Tinggi dengan Password

1. Tujuan [back]

1. Mahasiswa dapat merancang sebuah sistem secara detail sehingga rancangan tersebut dapat menjadi sebuah alat.
2. Mahasiswa dapat mengkombinasikan berbagai sensor, aktuator dan display.
3. Mahasiswa dapat membuat sebuah sistem menggunakan mikrokontroller.

2. Alat dan Bahan [back]

1. Arduino Uno
2. LCD
3. Ultasonic Sensor
4. LED
5. Breadboard
6. Potensio 10k
7. Jumper
8. Keypad

3. Dasar Teori [back]

A. Arduino

     Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan pada prkatikum ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.

B. LCD

    Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk

menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).

     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.

C. Ultrasonic Sensor

     Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Berikut grafik hubungan timer dengan jarak yang terdeteksi sensor ultrasonik:

    Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

Gambar. Timing Diagram Sensor Ultrasonik

      Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.

Gambar. Prinsip Kerja Sensor Ultrasonic

Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:

• Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
• Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.
• Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

• dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

Data sheet sensor ultrasonic dapat didownload disini

D. LED

     Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
   

      Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

      LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

E. Breadboard

    Breadboard adalah board yang digunakan untuk membuat rangkaian elektronik sementara dengan tujuan uji coba atau prototipe tanpa harus menyolder. Dengan memanfaatkan breadboard, komponen-komponen elektronik yang dipakai tidak akan rusak dan dapat digunakan kembali untuk membuat rangkaian yang lain. Breadboard umumnya terbuat dari plastik dengan banyak lubang-lubang diatasnya. Lubang-lubang pada breadboard diatur sedemikian rupa membentuk pola sesuai dengan pola jaringan koneksi di dalamnya.

F. Potensio 10k

    Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel.[1] Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat. Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai transduser, misalnya sebagai sensor joystick.

G. Jumper

     Jumper digunakan sebagai konektor antar modul satu dengan modul lainnya. Jumper terdiri dari jumper male-male, male-female, dan female-female dimana penggunaanya disesuaikan terhadap rangkaian yang ada.

H. Keypad

     Keypad merupakan komponen elektronik yang digunakan sebagai masukan, disususun dari beberapa tombol/switch dengan teknik matrix. Berdasarkan penjelasan tersebut, bahwa sebenarnya keypad merupakan tombol-tombol yang dirangkai menjadi  sebuah paket dengan teknik menghubungkan satu tombol dengan tombol yang lain dengan teknik matrix. Teknik matrix adalah bisa dikatakan array, memiiki kolom dan baris lebih dari satu. Berikut secara ilusrasi penghubungan tombol-tombol pada keypad.

     Keypad seperti pada keyboard komputer, memiliki banyak inputan berupa huruf, angka, simbol, fungsi, dll. Menggunakan protokol dan komunikasi serial sinkron sehingga menggunakan 2 jalur komunikasi yaitu SDA (serial data) dan SCK (serial clock). Baik digunakan untuk sistem dengan inputan banyak dan kompleks dan sangat berguna untuk beberapa aplikasi mikrokontroller.

      Untuk mengakses keypad yang terhubung secara matriks yaitu menggunakan cara sistem scanning.

      Setiap pin baris dan pin kolom tidak terhubung satu sama lain.Saklar-saklar atau tombol tersebut jika ditekan akan menyebabkan pin baris dan pin kolom terhubung. Ketika S1 di tekan maka S1 akan menghubungkan baris 1 dengan kolom 1, ketika S3 ditekan maka S3 menghubungkan baris 1 dengan kolom 3, ketika S12 ditekan maka S12 menghubungkan baris 3 dengan kolom 4, dan sebagainya. Oleh sebab itu mikrokontroller harus mendeteksi terhubungnya pin baris dan pin kolom tersebut satupersatu agar tidak terjadi kesalahan pembacaan data yang selanjutnya didefiniskan sebagai suatu karakter. Untuk mencegah terjadinya kesalahan maka salah satu harus dijadikan output dan lainnnya dijadikan input yaitu kolom menjadi output dan baris menjadi input (disesuaikan dengan perancangan hardwarenya).

[Back to Top]