Simulasi Menggunakan Sensor PIR dan Buzzer

LAPORAN SIMULASI MENGGUNAKAN SENSOR PIR & BUZZER

    1.Tujuan :

·         Mahasiswa mampu menuliskan kode program dalam bahasa C

·         Mahasiswa mampu menuliskan kode program pada arduino untuk menerima masukan

·         Mahasiswa mampu mengontrol LED berdasarkan kondisi masukan

·         Mahasiswa mampu menuliskan kode program untuk menghidupkan buzzer saat ada pergerakan pada sensor PIR

    2. Peralatan         :

a. Aplikasi Tinkercad

b. Personal Computer (PC)

    3. Dasar Teori    :

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.

Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.

Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

Mengapa sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.

Jadi, ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output.

Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.

Jadi sensor PIR tidak akan menghasilkan output apabila sensor ini dihadapkan dengan benda panas yang tidak memiliki panjang gelombang inframerah antar 8 sampai 14 mikrometer dan benda yang diam seperti sinar lampu yang sangat terang yang mampu menghasilkan panas, pantulan objek benda dari cermin dan suhu panas ketika musim panas.

Untuk jarak jangkau dari sensor PIR sendiri bisa disetting sesuai kebutuhan, akan tetapi jarak maksimalnya hanya +/- 10 meter dan minimal +/- 30 cm.

 4. Cara Kerja                   :

a)  Menghidupkan LED dengan menekan push button

             1)    Merangkai semua komponen seperti gambar di bawah ini.

   2)    Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA: Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan adalah LED menyala dan buzzer berbunyi saat ada benda yang bergerak di dekat sensor PIR. LED dan buzzer akan menyala 0,1 s dan mati selama 0,1 s. Hal ini bias terjadi karena ada delay pada baris 20 untuk menyala dan baris 24 untuk mati. Delay dapat diubah. Hasilnya seperti gambar dibawah ini:

Simulasi Sensor Ping Menggunakan Servo

LAPORAN SENSOR PING MENGGUNAKAN SERVO

     1.Tujuan              :

      Mahasiswa diharapkan mampu memahami bentuk program sensor ping dengan outpur servo.

     2. Peralatan         :

a. Aplikasi Tinkercad

b. Personal Computer (PC)

     3.Dasar Teori    :

MOTOR SERVO

Motor servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer, dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor servo.

Keunggulan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah :

• Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi.
• Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.
• Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.
• Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang dipakai.
• Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Kelemahan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah :

• Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi.
• Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.
• Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.
• Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang dipakai.
• Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Aplikasi Motor Servo

Motor servo dapat dimanfaatkan pada pembuatan robot, salah satunya sebagai penggerak kaki robot. Motor servo dipilih sebagai penggerak pada kaki robot karena motor servo memiliki tenaga atau torsi yang besar, sehingga dapat menggerakan kaki robot dengan beban yang cukup berat. Pada umumnya motor servo yang digunakan sebagai pengerak pada robot adalah motor servo 180^o.

Contoh motor servo 180^o yang sering digunakan untuk kaki robot

SENSOR PING

Sensor ping ultrasonic merupakan sensor yang dikembangkan oleh Paralax yang difungsikan untuk mengukur jarak. Range pengukuran sensor Ping ultrasonic memiliki akurasi antara 2 cm sampai dengan  3 meter. Sensor ping ultrasonic juga dapat dihubungkan dengan mudah ke berbagai controller populer saat ini seperti Arduino dan Mikrokontroler

  4. Cara Kerja                   :

        1)      Merangkai semua komponen seperti gambar di bawah ini.

2). Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA: saat program disimulasikan, prinsip kerjanya adalah ketika hambatan atau benda yang berada didepan sensor didekatkan maka arah putaran servo adalah searah jarum jam. Namun, ketika hambatan atau benda menjauhi sensor maka servo akan bergerak berlawanan arah jarum jam. Hal ini terjadi karena sensor aktif saat benda mendekat atau menjauh sehingga servo bias langsung menanggapi kerja sensor.

GAMBAR HASIL:

Simulasi Sensor Ping Menggunakan Tinkercad

LAPORAN SENSOR PING

    1. Tujuan :

· Mahasiswa mampu menuliskan kode program dalam bahasa C.

· Mahasiswa mampu menuliskan kode program untuk menampilkan karakter pada LCD.
· Mahasiswa mampu menuliskan kode program untuk membaca data sensor ping dan menampilkannya di LCD.

    2. Peralatan      :

a. Aplikasi Tinkercad

b. Personal Computer (PC)

    3. Dasar Teori  :

Sensor ping ultrasonic merupakan sensor yang dikembangkan oleh Paralax yang difungsikan untuk mengukur jarak. Range pengukuran sensor Ping ultrasonic memiliki akurasi antara 2 cm sampai dengan  3 meter. Sensor ping ultrasonic juga dapat dihubungkan dengan mudah ke berbagai controller populer saat ini seperti Arduino dan Mikrokontroler

Prinsip Kerja Sensor Ping Ultrasonic :

Kalau diperhatikan secara konstruksi, sensor ping ultrasonic terdiri dari 2 buah speaker, satu speaker berfungsi sebagai chirp yang akan mengeluarkan sinyal ultrasonic dan satu speaker lainnya berfungsi sebagai echo yang akan akan menerima pantulan sinyal ultrasonic yang terpantul ketika sensorping mendeteksi objek dengan jarak 2 cm sampai dengan 3 meter.

Untuk mengaktifkan modul sensor ping ultrasonic kita cukup menghubungan ketiga kakinya yaitu vdd, vss, dan output.

Vss kita hubungkan ke + 5 Volt DC

Vdd kita hubungkan ke 0 Volt DC

Output kita hubungkan ke I/O controller (Mikrokontroler atau Arduino)

Namun ada beberapa kondisi dimana sensor ping ultrasonic tidak dapat membaca jarak secara akurat dalam tiga kondisi:

a. jarak objek yang dideteksi lebih dari 3 meter

b. posisi sensor dan permukaan objek membentuk sudut lebih dari 45 derajat sehingga pantulan sinyal ultrasonic tidak bisa diterima oleh echo

c. Dimensi objek yang dideteksi sangat kecil.

Untuk melakukan perhitungan berapa jarak yang diterima oleh sensor berdasarkan waktu yang diterima echo dalam menerima sinyal pantulan ultrasonic dapat kita gunakan untuk melakukan perhitungan program guna akurasi dan kalibrasi sensor.

  4.  Cara Kerja :

        1)    Merangkai semua komponen seperti gambar di bawah ini.

2)   Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

5.  Analisa :

Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan, saat benda diletakkan didepan sensor ping, maka jarak antara benda dengan sensor ping tersebut ditampilkan pada layar LCD. Dari simulasi, terlihat jarak maksimum yang dapat dicapai oleh sensor ping ialah 300cm. Saat disimulasikan, tidak terdapat nilai yang berkoma. Hal ini disebabkan karena pada program yaitu baris ke 7 menggunakan integer (int distanceCm), dimana type data ini ialah bilangan bulat. Jadi pada simulasi tidak ditemukan bilangan yang berkoma.

Simulasi LED & LCD dengan Arduino UNO Menggunakan Tinkercad

LAPORAN SIMULASI LED & LCD DENGAN ARDUINO UNO

    1.   Tujuan :

·         Mahasiswa mampu menuliskan kode program dalam bahasa C

·        Mahasiswa mampu menuliskan kode program pada arduino untuk menerima masukan

·        Mahasiswa mampu mengontrol LED berdasarkan kondisi masukan

·        Mahasiswa mampu menuliskan kode program untuk menampilkan karakter pada LCD

   2.   Peralatan  :

a. Aplikasi Tinkercad

b. Personal Computer (PC)

   3.    Dasar Teori    :

LCD 16×2 adalah salah satu penampil yang sangat populer digunakan sebagai interface antara mikrokontroler dengan user nya. Dengan penampil LCD 16×2 ini user dapat melihat/memantau keadaan sensor ataupun keadaan jalanya program. Penampil LCD 16×2 ini bisa di hubungkan dengan mikrokontroler apa saja. Salah satunya dari keluarga AVR ATMega baik ATMega32,ATMega16 ataupun ATMega8535 dan ATMega 8.

dari gambar di atas tersebut dapat dilihat bahwa LCD 16×2 mempunya 16 pin. sedangkan pengkabelanya adalah sebagai berikut :

1. Kaki 1 dan 16 terhubung dengan Ground (GND)
2. Kaki 2 dan 15 terhubung dengan VCC (+5V)
3. Kaki 3 dari LCD 16×2 adalah pin yang digunakan untuk mengatur kontras kecerahan LCD. Jadi kita bisa memasangkan sebuah trimpot 103 untuk mengatur kecerahanya. Pemasanganya seperti terlihat pada rangkaian tersebut. Karena LCD akan berubah kecerahanya jika tegangan pada pin 3 ini di turunkan atau dinaikan.
4. Pin 4 (RS) dihubungkan dengan pin mikrokontroler
5. Pin 5 (RW) dihubungkan dengan GND
6. Pin 6 (E) dihubungkan dengan pin mikrokontroler
7. Sedangkan pin 11 hingga 14 dihubungkan dengan pin mikrokontroler sebagai jalur datanya.

 4.Cara Kerja      :

a)Menghidupkan LED dengan menekan push button

    1)  Merangkai semua komponen seperti gambar di bawah ini.

2)  Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA: Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan, LED akan hidup selama 1/100 detik jika push buttonnyan ditekan. Jika program baris 18 diganti “delay(1000);”, maka saat push button ditekan LED hidup akan lebih lama(1 detik).

b)  Menampilkan nama pada LCD

1.  Merangkai semua komponen seperti gambar di bawah ini.

2.  Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA : Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan, LCD langsung menampilkan tulisan yang di buat pada baris 8. Pada program ini, LCD akan menampilkan tulisan “hello, world!”. Jika,tulisan tersebut diubah, maka akan muncul perubahan tulisan pada LCD sesuai yang dibuat.

TUGAS

1.  Buatlah sebuah rangkaian yang terdiri dari 3 buah LED dan 3 buah Push Button(PB). Buatlah program untuk mengontrol LED1 dengan menekan PB1, LED2 dengan menekan PB2, dst.

2.  Buatlah program untuk menampilkan Nama anda dan nama program studi.

Jawab:

  1.  -Membuat rangkaian seperti:

-Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA : Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan, saat push button pertama(dekat arduino) ditekan, maka LED biru yang menyala. jika push button yang ditengah di tekan, maka LED yang berwarna kuning yang menyala dst.

  2.  -Membuat rangkaian sesuai gambar dibawah ini:

   -Mengetik listing program berikut, kemudian meng-klik Start Simulation. Kemudian mengamati rangkaian yang telah dibuat

ANALISA : Hal yang terjadi pada saat program disimulasikan, LCD langsung menampilkan tulisan "Jihan Tiara A" dan baris bawah pada LCD menampilkan "PCR   TET A G'17".