Recomendados
Mais conteúdo relacionado
Mais procurados
Mais procurados (20)
Semelhante a LAPORAN (ISI) PROYEK INSTRUMENTASI (AUTOMATIC DISPENSER)
Semelhante a LAPORAN (ISI) PROYEK INSTRUMENTASI (AUTOMATIC DISPENSER) (20)
Último
Último (20)
LAPORAN (ISI) PROYEK INSTRUMENTASI (AUTOMATIC DISPENSER)
- 1. 1 KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr.Wb. Alhamdulillah segala puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Proyek yang berjudul “Automatic Dispenser”. Proyek ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah instrumentasi. Dalam penyusunan Tugas proyek ini penulis banyak mendapat saran, dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada : - Bapak Muhammad Arman selaku dosen mata kuliah Instrumentasi. - Bapak Eddy Erham selaku dosen dari tim mata kuliah Instrumentasi Dalam penyusunan tugas proyek ini, penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan yang dibuat baik sengaja maupun tidak sengaja, dikarenakan keterbatasan ilmu pengetahuan dan wawasan serta pengalaman yang penulis miliki. Untuk itu penulis mohon maaf atas segala kekurangan tersebut tidak menutup diri terhadap segala saran dan kritik serta masukan yang bersifat kontruktif bagi diri penulis. Akhir kata semoga dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, institusi pendidikan dan masyarakat luas. Aamiin. Wassalamu‘alaikum Wr.Wb. Bandung, Januari 2019 Penulis
- 2. 2 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................... 1 DAFTAR ISI................................................................................................. 2 BAB I............................................................................................................ 3 BAB II .......................................................................................................... 4 BAB III........................................................................................................10 BAB IV........................................................................................................16 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................17
- 3. 3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada saat orang mengisi gelas dengan air di dispenser, orang-orang belum tentu memerhatikan gelas yg sedang diisi tersebut dan itu berkemungkinan meluapnya air didalam gelas. Selain itu juga, memerlukan waktu untuk menunggu agar air terisi. Jadi kami membuat dispenser otomatis agar orang-orang dapat mengisi air tanpa perlu khawatir gelas yang diisi air nya akan meluap dan waktu yang biasanya digunakan untuk menunggu, dapat digunakan untuk hal lain. 1.2 Tujuan Pembuatan project ini bertujuan untuk : 1. Untuk memenuui tugas mata kuliah instrumentasi yaitu membuat “Automatic Dispenser” dengan menggunakan komponen-komponen seperti sensor ultrasonic, sensor infrared, arduino uno, motor servo, dan buzzer sebagai komponen utama. 2. Mengetahui cara kerja dari sensor ultrasonic, infrared, motor servo, buzzer dan komponen lain yang digunakan pada pembuatan project ini. 3. Untuk melatih dalam membuat sebuah proyek instrumentasi. 4. Untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya dalam bidang instrumentasi.
- 4. 4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Arduino Uno R3 Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header,dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Uno Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB ataudengan catu daya eksternal(otomatis). Eksternal (non-USB) daya dapat berasalbaik dari AC-ke adaptor-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor POWER. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam Gnd dan Vin pin header dari konektor POWER. Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board Uno adalah7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jikadiberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board Uno. Pin listrik adalah sebagai berikut: VIN. Tegangan masukan kepada board Arduino ketika itu menggunakan sumber daya eksternal (sebagai pengganti dari 5 volt koneksi USB atau sumber daya lainnya). 5V. Catu daya digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya. 3v3. Sebuah pasokan 3,3 volt dihasilkan oleh regulator on-board. GND. Ground pin. Spesifikasi Arduino Uno : Microcontroller ATmega328P Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limit) 6-20V 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
- 5. 5 DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 32 KB (ATmega328P) of which 0.5 KB used by bootloader SRAM 2 KB (ATmega328P) EEPROM 1 KB (ATmega328P) Clock Speed 16 MHz Length 68.6 mm Width 53.4 mm Weight 25 g 2.2 Sensor Ultrasonic Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran fisis alias bunyi menjadi besaran listrik, begitupun sebaliknya. Prinsip kerja sensor ultrasonik ini cukup simpel, yakni berdasarkan pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat digunakan untuk mendefiniskan eksistensi atau jarak suatu benda dengan frekuensi tertentu. Sensor ultrasonic type HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ultrasonic. Prinsip kerja sensor ini mirip dengan radar ultrasonic. Spesifikasi : Jangkauan deteksi : 2 cm sampai kisaran 400-500 cm Sudut deteksi terbaik adalah 15 derajat Tegangan kerja 5 Volt DC Resolusi 1 cm Frekuensi ultrasonic 40 kHz Dapat dihubungkan langsung ke kaki mikrokontroller Cara Kerja Sensor Ultrasonik Seperti yang telah kami jelaskan sebelumnya bahwa cara kerja dari sensorultrasonik adalah dengan menggunakan pantulan suara.Pada sensorultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui alat yang disebut dengan piezoelektrik. Gelombang yang dibandingkan tersebut memiliki frekuensi tertentu (umumnya sekitar 40 kHz). Secara sederhana,sensor ultrasonik akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju objek tertentu. Setelah gelombang menyentuh objek, maka gelombang akan dipantulkan kembali ke sensor tersebut, lalu sensor akan menghitung selisih antara waktu pengiriman dan waktu penerimaan gelombang pantul. Untuk lebih jelasnya bisa anda lihat pada gambar berikut.
- 6. 6 Sinyal yang dipancarkan oleh sensorultrasonik berupa gelombang bunyi dengan kecepatan 340 m/s. Sinyal yang dipantulkan dan diterima kembali oleh sensorakan dihitung dengan rumus S = 340.t/2, dimana S adalah jarak sensor dengan objek pantul, dan t adalah selisih waktu saat gelombang dipancarkan dan diterima. 2.3 Sensor Infrared Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier). Konsep dasar deteksi IR (inframerah) adalah untuk mengirimkan sinyal IR (radiasi) ke suatu arah dan sinyal diterima di penerima IR ketika radiasi IR memantul kembali dari permukaan objek. Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaatdari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagaipengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. LED adalah suatu bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dibuat dengan galliumarsenide. Cahaya infra merah pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio, dengan kata lain inframerah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang, yaitu sekitar 700 nm sampai 1 mm. Spesifikasi: Tegangan kerja: 3 - 5V DC Jenis keluaran: Output perpindahan digital (0 dan 1) Lubang sekrup 3mm untuk pemasangan yang mudah Ukuran papan: 3.2 x 1.4cm
- 7. 7 2.4 Motor Servo Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagaipenentu batasposisi putaran poros motor servo. Motor servo biasa digunakan dalam aplikasi-aplikasi di industri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain seperti pada mobil mainan radio kontrol, robot, pesawat, dan lain sebagainya. Bila dibedakan menurut rotasinya, umumnya terdapat dua jenis motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous. Motor servo standard (servo rotation 180⁰ ) adalah jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas hanya 90⁰ kearah kanan dan 90⁰ kearah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰ . Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya sama dengan jenis servo standard,hanya saja perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri. Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰ . Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini. Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya. Spesifikasi: - Dimensi: 23x29x12.2 mm - Berat: 9g (hanya motor) - Kecepatan reaksi: 0.1 detik / 60 derajat (4.8V tanpa beban) - Stall Torque (4.8V): 1.6 kg/cm
- 8. 8 - Suhu Kerja: 0-55 C - Dead Band Width: 10 uSec - Tegangan Kerja: 4.8v - Material Gear: Nylon - Mode: Analog - Panjang kabel: 150mm -Pinout Kabel: Power, Ground dan Kontrol 2.5 Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker,jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasangpada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak- balik sehingga membuat udara bergetaryang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Technical Specifications: - working voltage : 5 VDC 2.6 LabVIEW Program LabVIEW adalah sebuah software pemrograman yang diproduksi oleh National Instruments dengan konsep yang berbeda. Seperti bahasa pemrograman lainnya yaitu C++, matlab atau Visual Basic, LabVIEW juga mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya bahwa labVIEW menggunakan bahasa pemrograman berbasis grafis atau block diagram sementara bahasa pemrograman lainnya menggunakan basis text. Program labVIEW dikenal dengan sebutan Vi atau Virtual Instruments karena penampilan dan operasinya dapatmeniru sebuah instrument.Pada labVIEW,userpertama-tama membuat user interface atau front panel dengan menggunakan kontrol dan indikator, yang dimaksud dengan kontrol adalah knobs,pushbutton,dialsdanperalataninput lainnya sedangkanyang dimaksud dengan indikator adalah graphs, LEDs, dan peralatan display lainnya. Setelah menyusun user interface, lalu user menyusun block diagram yang berisi kode-kode Vis untuk mengontrol front panel. NI (2005) menyebutkan Software LabVIEW terdiri dari tiga komponen utama yaitu:
- 9. 9 Front panel Front panel adalah begian window yang berlatar belakang abu-abu serta mengandung kontrol dan indikator. Front panel digunakan untuk membangun sebuah VI, menjalankan program dan mendebug program. Blok diagram dari Vi Blok diagram adalah bagian window yang berlatar belakang putih berisi source code yang dibuat dan berfungsi sebagai instruksi untuk front panel. Untuk menghubungkan Arduino UNO R3 dengan software LabVIEW, perlu menggunakan VISA, LIFA ataupun LINX. VISA adalah high-level driver dari interface Serial, GPIB dan USB, dimilikki oleh NI. LIFA (LabVIEW Interface For Arduino) terdiri dari: 1. library LabVIEW untuk Arduino (berbentuk subVI) dan 2. library LIFA_Base.pde untuk didownload ke dalam Arduino agar dapat berkomunikasi dengan point 1 LINX adalah versi terbaru dari LIFA. Tujuan LINX dikeluarkan adalah melakukan abstraksi software terhadap hardware. Maksudnya, walaupun Anda pakai myRIO, Arduino atau Raspberry, library yang dipakai tetap sama,yaitu LINX. Jadi secara simple, LIFA hanya untuk Arduino, LINXini bisa dipakai untuk myRIO, Arduino dan lain-lain. Hubungan ketiganya adalah VISA ada di dalam LIFA dan LINX. LINXadalah versi terbaru dari LIFA
- 10. 10 BAB III PERANCANGAN 3.1 Alat dan Bahan Sebelum melakukan perancangan hardware dan software,kita perlu menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. ALAT BAHAN Arduino UNO R3 PCB Motor Servo Sensor Ultrasonic Buzzer Sensor InfraRed Solder Keran Jumper Lem Tembak Engsel Penggaris Cutter Double Tip Tang Selotip Obeng Timah Triplek Duplex Sterofoam Kertas HVS 3.2 Diagram Blok Secara Keseluruhan Gambar disamping merupakan gambar diagram blok keseluruhan dariproject yang kami buat. Adapun rancangan per sensor yang kami buat, yaitu sebagai berikut : 3.2.1 Diagram Blok Sensor Ultrasonic Gambar diatas merupakan gambar diagram blok sensor ultrasonic yang kami buat dan gunakan sebelum digabungkan dengan yang lainnya. 3.2.2 Diagram Blok Sensor InfraRed Gambar diatas merupakan gambar diagram blok sensor infrared yang kami buat dan gunakan sebelum digabungkan dengan yang lainnya.
- 11. 11 3.2.3 Diagram Blok Motor Servo Gambar diatas merupakan gambar diagram blok yang kami buat dan gunakan sebelum digabungkan dengan yang lainnya. 3.2.4 Diagram Blok Buzzer Gambar diatas merupakan gambar diagram blok buzzer yang kami buat dan gunakan sebelum digabungkan dengan yang lainnya. 3.3 Software yang digunakan Kami disini membuat project instrumentasi menggunakan aplikasi labview, dimana labview nya dihubungkan dengan menggunakan arduno. Disini kami tidak menggunakan arduino IDE sebagai pengontrolnhya, tetapi kami menggunakan LINX. 3.3.1 Cara Menginstall dan Menggunakan LINX Pastikan memiliki software labview Install ni - visa driver : - untuk windows - untuk linux - untuk mac Setelah itu install JKI VI Package Manager Setelah install JKI VI Package Manager lalu install LINX
- 12. 12 Setelah menginstall LINX dan VI Package Manager maka akan muncul gambar berikut saat menginstall LINXtelah menyediakan beberapa contoh VI yang dapat digunakan berikut contoh - contohnya :
- 13. 13 ketika telah berhasil menginstall LINX maka akan muncul LINX palette pada function palette: sebelum memulai program pastikan ni - visa driver sudah terinstall maka akan muncul sebagai berikut:
- 14. 14 Setelah itu untuk memulai program dari labview maka langkah selanjutnya yaitu upload LINX firmware wizard dengan langkah klik tools>>LabView Hacker>>LINX>>LINXfirmware wizard. seperti gambar berikut setelah itu maka akan muncul gambar berikut: Lalu tinggal ganti arduino apa yang digunakan, project kita menggunakn aruino uno maka arduino leonardo diganti menjadi arduino uno. ketika klik next pastikan IO port sama dengan port arduino: Setelah itu klik finish, setelah finish maka kita tinggal merangkai blok diagram yang akan digunakan.
- 15. 15 3.4 Deskripsi dan Skenario Deskripsi : 1. Motor servo akan membuka keran dispenser ketika benda terdeteksi oleh sensor inframerah dan sensor utrasonic membaca jarak diantara 20cm dan 6cm. 2. Ketika air sudah penuh, jarak yang terbaca < 6cm,motor servo akan menutup keran dispenser, dan buzzer akan berbunyi. 3. Buzzer akan mati ketika sensor infra merah tidak mendeteksi benda(gelas). Skenario : 1. Keran dispenser akan terbuka ketika gelas disimpan dibawah keran dispenser dan gelas dalam keadaan tidak penuh/kosong. 2. Ketika air yang didalam gelas sudah penuh, keran dispenser akan menutup dan buzzer akan mengeluarkan bunyi. 3. Buzzer akan mati ketika gelas sudah diambil. 3.5 Simulasi 1. Penempatan Sensor dan Aktuator 2. Saat gelas terdeteksi oleh sensor infrared 3. Saat air penuh, motor menutup keran. Dan buzzer bersuara. 4. Saat gelas diambil, buzzer berhenti menyala
- 16. 16 BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari hasil proses pembuatan Automatic Dipenser ini dapat disimpulkan bahwa : 1. Dispenser yang dioperasikan secara manualini dapat meminimalisir meluapnya air didalam gelas 2. Automatic Dispenser ini dapat membuat waktu tunggu penuhnya air lebih efisien. 4.2 Saran Penulis memberikan beberapa saran,yaitu : 1. Masih banyaknya kekurangan dalam sistem, terutama kelemahannya dalam mendeteksi segala benda yg mendekati infrared akan terjadi keluarnya air tanpa terwadahi. 2. Menggunakan gelas yang tidak transparan agar pembacaan sensor infrared dapat maksimal.