3.1 Perancangan dan Pembuatan
Perancangan ini telah dilakukan pada bulan dantanggal 1maret 2019 dirumah tinggal, dan Perpustakaan Universitas Sumatera Utara.
3.1.1 Blok Diagram
Dalam perancangan alat sistem kontrol rumah cerdas, mikrokontroler Arduino Uno digunakan sebagai komponen utama yang mengatur komponen lainnya seperti:Motor DC, Kipas DC, Motor Servo dan LED. Hardware inidirancangagarmikrokontrolerArduino dapatmenerimamasukandariModul Bluetooth , sehingga fungsi alat untuk mengendalikan sistem perangkat yang ada.Hardwaresistem kontrol otomatis rumahdirancangsesuaidiagramblokyangterdapatpada gambar berikut.
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Power Supply
Arduino UNO Smartphone
(Device)
Modul
Bluetooth Hardware Yang
dijalankan
3.1.2 Penentuan Komponen Sistem Kontrol Otomatis
1. Satu set komputer berfungsi untuk pengelolaan data dan pemrograman 2. Bor listrik berfungsi untuk melubangi material
3. Solder berfungsi untuk mencairkan timah dan menyambungkan beberapa komponen elektronik
4. Obeng berfungsi untuk memasang baut dan mur 5. Gergaji berfungsi untuk memotong kayu
6. Glue Gun berfungsi sebagai alat perekat kayu
7. Mur dan baut berfungsi sebagai peguat dalam pemasangan komponen pada papan triplek dan akrilik
8. Kayu berfungsi sebagai pelindung komponen pada alat 9. Papan triplek berfungsi sebagai tempat meletakkan alat 10.Arduino Uno R3 berfungsi sebagai mikrokontroler 11.LEDberfungsi untuk mengeluarkan output berupa cahaya
12.Motor DCberfungsi untuk menggerakkan komponen gerbang rumah dan garasi
13. Motor Servo berfungsi sebagai menggerakkan komponen pintu rumah 14.Adaptor berfungsi sebagai supply tegangan
15. Motor DC Fan berfungsi sebagai keluaran pendingin ruangan
3.1.3 Fungsi Setiap Blok
1. Blok Arduino Uno : Mengkonversi data perintah dari modul bluetooth ke bentuk pulsa listrik untuk menjalankan hardware ( komponen ) 2. Blok Modul Bluetooth : yaitu menyambungkan koneksi dua arah
antara smartphone dengan Arduino uno 3. Blok komponen( Hardware ); sebagai output yang dijalankan
4. Power Supply : Sebagai penyedia sumber arus listrik ke System
5. Smartphone (device) : yaitu sebagai remote untuk memberi Perintah kepada Arduino melalui modul bluetooth
3.2 Rangkaian LED
Pada alatsistem kontrol otomatis ini,LED yang digunakan adalah LED bertegangan 5watt. pada rangkaian alat ialah sebagai output berupa penerangan.
LED ini akan memberikan feedback berupa sinyal analog yang kemudian diproses oleh Arduino yang diproses diubah menjadi digital yang kemudian dikirimkan melalui Bluetooth untuk memberi feedback notifikasi berupa hidup atau mati LED tersebut.
Gambar 3.2 Hubungan Arduino dengan LED
Keterangan:
• Kaki VCC LED dihubungkan keresistor R1dihubungkan ke Pin 12pada Arduino
• Kaki VCC LED dihubungkan ke resistor R2 dihubungkan ke Pin 13 pada Arduino
• Kaki VCC LED Dihubungkan ke R3 dihubungkan ke Pin 11 pada Arduino
• Kaki GND pada LEDdihubungkan ke pin GND pada Arduino
3.3 Rangkaian Motor DC
Pada alat ini, Motor DC yang digunakan adalah motor DC 12 v yang biasa banyak ditemukan pada mainan. Untuk blok ada komponen tambahan karena
untuk menjalankan perangkat ini diharuskan menyuplai tegangan berupa 12V.arduino dapat memberi sinyal analog melalui port Arduino yang memiliki PWM yaitu dapat memberi output 5-12v yang kemudian dihubungkan ke modul driver L298D. Pemasangan modul ini berfungsi sebagai pengontrol arah dan putaran maupun kecepatan putaran motor DC ini .
Pin PWMmemanipulasi keluaran digital sedemikian rupa sehingga menghasilkan sinyal analog. Mikrokontroller mengeset output digital ke HIGH dan LOW bergantian dengan porsi waktu tertentu untuk setiap nilai keluarannya.
Sehingga pengaturan kecepatan dan arah pada motor DC akan dapat dikendalikan oleh Arduino Uno.
Gambar 3.3 Hubungan Arduino dengan Motor DC Keterangan:
• Kaki INPUT1 pada IC L298 dihubungkan ke pin 9 pada Arduino
• Kaki INPUT2 pada IC L298 dihubungkan ke pin 6 pada Arduino
• Kaki INPUT3 pada IC L298 dihubungkan ke pin 5 pada Arduino
• Kaki INPUT4 pada IC L298 dihubungkan ke pin 3 pada Arduino
• Kaki OUTPUT1 pada IC L298 dihubungkan ke motor dc
• Kaki OUTPUT2 pada IC L298 dihubungkan ke motor dc
• Kaki OUPUT3 pada IC L298 dihubungkan ke motor dc
• Kaki OUTPUT4 pada IC L298 dihubungkan ke motor dc
• Kaki GND IC L298 dihubungkan ke pin GND Arduino
3.4 Rangkaian Motor Servo
Pada alat ini, motor yang digunakan adalah Motor Servo bertipe SG90, yang dimana motor ini banyak digunakan untuk beban yang ringan untuk diputar.
Kekuatan putar motor servo dinyatakan dengan torsi. Semakin tinggi torsinya, maka semakin kuat motor mengangkat beban yang akan diputar. Motor ini
memiliki putaran yang dibatasi hingga 180o yang dimana untuk menggerakkan ini dapat langsung dikendalikan melalui Arduino tanpa harus ada komponen
tambahan untuk menggerakan maupun mengatur kecepatan dan arahnya.
Gambar 3.4 hubungan Arduino dengan Servo Keterangan :
• Pin 4 pada Arduino dihubungkan ke pin motor servo
• Pin VCC motor servo dihubungkan ke +5V arduino
• Pin GND pada motor servo dihubungkan ke Pin GND arduino
3.5 Rangkaian Motor DC Fan
Pada alat ini, motor yang digunakan adalah motor DC 12v, komponen ini banyak digunakan pada perangkat komputer yang bertugas mendinginkan
komponen. Pada alat ini motor DC berfungsi sebagai output dari sebuat perintah kontrol yang berfungsi sebagai pendingin ruangan. Pada motor DC ini sama
seperti pada motor DC umumnya yang dimana menggunakan perangkat komponen tambahan untuk mengendalikannya.
Pada rangkaian ini digunakan relay SPDT untuk menghidupkan dan mematikan komponen
Gambar 3.5 motor kipas dc dengan Arduino Keterangan :
• Pin 2 pada Arduino dihubungkan ke resistor 1k yang dihubungkan ke kaki base pada transistor TIP 120
• Kaki collector pada transistor TIP 120 dihubungkan ke kaki diode 1N4001
• Kaki diode 1N4001 positif dihubungkan ke VCC relay SPDT
• Pin IN1 pada relay dihubungkan ke positif motor DC kipas Pada kaki emitter, GND relay, dan Negatif motor kipas dc dihubungkan ke pin GND pada arduino
3.6Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sistem Alat
Rangkaian keseluruhan sistem dari alat sistem kontrol otomatis rumah berbasis mikrokontroller Arduino menggunakan smartphone dibagi menjadi 3 bagian yaitu: power supply, sistem kendali (jaringan) , dan bagian output (hardware). Bagian power supply merupakan input tegangan dari Adaptor.
Bagian sistem kendali berupa sebuah jaringan nirkabel berupa bluetooth. Bagian
output terdiri dari perangkat keras yang dikendalikan yaitu : motor DC, Motor Servo, Fan DC, dan LED.
Gambar 3.6Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sistem Alat
3.7 Flowchart Sistem Kontrol Rumah Otomatis
Gambar 3.6 Flowchart SistemKontrol Rumah Otomatis
Alat sistem kontrol iniakan aktif apabila diberi supply tegangan dariadaptor yang kemudian di bypass untuk ke driver IC L298D, kemudian bypass tegangan diberikan ke Arduino dan juga untuk motor kipas DC dengan tegangan
MULAI
Hubungkan smartphone dengan modul bluetooth
Mengontrol alat untuk digerakkan
Memberi umpan balik dan juga menampilkan
hasil ke android
SELESAI
12 v. Kemudian alat akan menginisialisasi port yang ada pada Arduino (mengidentifikasi atau mengenali port-port Arduino yang terhubung dengan komponen-komponen yang ada pada rangkaian). Perintah akan terjadi apabila smartphone telah terhubung ke modul Bluetooth pada alat . Jika smartphone memberi perintah maka sinyal digital masuk ke port Arduino yang kemudian sinyal tersebut diproses menjadi sinyal analog yang dimana sinyal tersebut berfungsi untuk menggerakkan atau mengontrol perangkat yang dikendalikan.
Yang kemudian memberikan feedback yaitu berupa notifikasi bahwa alat sedang berjalan.
BAB 4