OTOMATISASI KRAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328P TUGAS AKHIR SINTA NUR ASIYAH B

(1)

i

OTOMATISASI KRAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 328P

TUGAS AKHIR

SINTA NUR ASIYAH B 152408071

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

viii

OTOMATISASI KRAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 328P

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

SINTA NUR ASIYAH B 152408071

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

(3)

viii PERNYATAAN ORISINALITAS

OTOMATISASI KRAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-SR04 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328P

TUGAS AKHIR

Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2018

Sinta Nur Asiyah B NIM. 152408071

(4)

i

(5)

ii OTOMATISASI KRAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-

SR04 BERBASIS ATMEGA 328P

ABSTRAK

Telah dilakukan rancang bangun sistem sensor ultrasonik untuk mengontrol kran air. Pelaksanaan kegiatan meliputi pembuatan dan pengujian alat. Terkait dengan pembuatan alat ini dikarenakan saat ini kran pada umumnya masih dioperasikan secara manual. Kran manual mudah rusak jika sering diputar-putar, apalagi kalau yang memutar orang yang kurang bijak. Seringkali orang lupa untuk mematikan kran ketika selesai menggunakan air. Sehingga yang terjadi air terbuang sia-sia dan secara tidak langsung akan mengakibatkan pemborosan air. Jika hal ini terus terjadi, maka bisa dinilai kurang efektif dan kurang efisien. Kran air otomatis ini dapat berjalan jika ada objek yang menghalangi sensor ultrasonik HC-SR04 dalam keadaan aktif.

Kata kunci : HC-SR04, Kran Air.

(6)

iii AUTOMATION OF KRAN USING ULTRASONIC SENSOR HC-SR04 BASED

ATMEGA 328P

ABSTRACT

Ultrasonic sensor systems have been designed to control the water faucet.

Implementation of activities includes the manufacture and testing of tools. Related to the manufacture of this tool because the current faucet in general is still operated manually. Manual faucet easily damaged if often rotated-turn, especially if that plays the less wise. Often people forget to turn off the faucet when finished using water. So that happens wasted water and will indirectly lead to waste of water. If this continues to happen, then it can be considered less effective and less efficient. Automatic water faucet can run if there is an object that prevents ultrasonic sensor HC-SR04 in active state.

Keywords: HC-SR04, Water Faucet.

(7)

iv PENGHARGAAN

Alhamdulillahirabbil „alamiin, segala puji dan syukur kepada Allah Subhanahu wa Ta‟ala yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis mampu menyelasaikan tugas akhir ini dengan judul “Otomatisasi Kran Menggunakan Sensor Ultrasonik HC-SR04 Berbasis ATMega 328P” sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Shalawat dan salam kepada junjungan kita Rasulullah, Muhammad SAW semoga kita mendapatkan syafa‟atnya di kemudian hari kelak.

Aamiin.

Dalam penyelesaian tugas akhir ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan bimbingan, semangat dan petunjuk yang sangat berarti dan berharga bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Runtung Sitepu selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bimbingan dan dukungan kepada penulis.

4. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si. selaku Sekretaris Program Studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Awan Maghfirah, S.Si, M.Si sebagai dosen pembimbing yang telah berkontribusi meluangkan waktunya dalam pemeriksaan isi, analisis data, pembahasan pada tugas akhir ini. Terimakasih juga atas masukan-masukan ilmu yang telah beliau berikan kepada penulis.

6. Seluruh tenaga pengajar dan pegawai program studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Terkhusus kepada Ayahanda tercinta Drs. H. Hasanuddin Batubara, S.Pd, M.Pd dan Ibunda tercinta Hj. Siti Mariam, S.Pd terimakasih yang sebesar-besarnya atas kasih sayang, kepercayaan dan motivasinya sampai penulisan tugas akhir ini selesai. Juga kepada abang, kakak dan adikku tercinta M. Syah Putra Batubara, S.Kom , Pebry Aisyah Putri Batubara, S.Pi, M.Pi , Khairunnisa Batubara, S.E , Santi Nur Hasanah Batubara yang memberikan semangat dan dana kepada penulis untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Teman-teman seperjuangan Fisika Instrumentasi stambuk 2015 Universitas Sumatera Utara, dari Nim 152408001 sampai dengan 152408077 yang telah menjadi acuan semangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

(8)

v 9. Abang dan kakak stambuk 2014 D3 Fisika USU yang telah memberikan banyak

masukan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Adik-adik stambuk 2016 dan 2017 IMI USU yang senantiasa memberi semangat kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

11. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang penulis tidak dapat tuliskan satu per satu.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, semangat, dukungan dan perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis, pendidikan dan masyarakat pada umumnya.

Penulis

(9)

vi DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN ORISINALITAS i

PERSETUJUAN ii

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

PENGHARGAAN v

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Tugas Akhir 3

1.5 Manfaat Tugas Akhir 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikrokontroller ATMega328P 5

2.2 Arduino 9

2.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04 10

2.4 Motor Servo 12

2.5 Step Down 14

2.6 LED (Light Emitting Diode) 15

2.7 Catu Daya (Power Supply) 16

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Perancangan Sistem 18

3.1.1 Diagram Blok 18

3.1.2 Penentuan Komponen Kran Air 19

3.1.3 Rangkaian HC-SR04 20

3.1.4 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo 21 3.1.5 Rangkaian LED (Light Emitting Diode) 21

3.1.6 Rangkaian Sirkuit Utama 22

3.1.7 Flowchart 23

(10)

vii

4.1 Pengujian Alat 24

4.1.1 Pengujian Sensor HC-SR04 24

4.1.2 Pengujian Motor Servo 25

4.1.3 Pengujian Kran Otomatis 26

4.1.4 Listing Program Kran Otomatis dari Seluruh Sistem 26

4.2 Hasil Pengujian Alat 30

4.2.1 Pengujian Penggunaan Tegangan 30

4.2.2 Pengujian Kran Otomatis 30

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 32

5.2 Saran 32

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

(11)

viii DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

2.1 Konfigurasi Port B 7

2.2 Konfigurasi Port C 8

2.3 Konfigurasi Port D 8

4.1 Hasil Uji Tegangan Listrik Kran Otomatis 30

4.2 Hasil Uji Kerja Kran Otomatis 31

(12)

viii DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

2.1 Architecture ATMega328 6

2.2 Konfigurasi Pin ATMega 328 7

2.3 Diagram Blok Arduino Board 9

2.4 Sensor Ultrasonik 11

2.5 Komponen Motor Sevo 13

2.6 Motor Servo 14

2.7 Pulsa PWM Motor Servo 14

2.8 Skema Transformator step-down 15

2.9 LED dan Simbolnya 15

3.1 Diagram Blok 18

3.2 Rangkaian HC-SR04 20

3.3 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo 21

3.4 Rangkaian LED 21

3.5 Rangkaian Sirkuit Utama 22

3.6 Flowchart Program 23

4.1 Listing Program HC-SR-04 25

4.2 Listing Program Motor Servo 25

4.3 Listing Program kran otomatis 26

ix

(13)

viii DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Lampiran

1 Gambar Alat Secara Keseluruhan 34

2 Datasheet ATMega 328P 3 Datasheet Servo

UNIVERSITAS SUMATERA UTARAx

(14)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Peran tersebut dapat terlihat dari tingkat kebutuhan manusia dalam penggunaan di kegiatan sehari-harinya. Tingginya tingkat kebutuhan manusia terhadap air tidaklah sebanding dengan ketersediaan air di bumi, karena dari seluruh air yang ada di bumi 97%

adalah air laut, 3% sisanya adalah air tawar dan hanya 1% saja yang tersedia untuk digunakan seluruh manusia. Hingga saat ini tingkat kebutuhan air semakin tinggi seiring dengan semakin tingginya tingkat pertambahan penduduk dunia. Maka tidaklah berlebihan jika UNESCO memprediksikan bahwa pada tahun 2020 dunia akan mengalami krisis air global (Sumber: http://www.slideshare.net)

Mengingat hal tersebut, penghematan dalam penggunaan air bukanlah hal yang dapat di tawar lagi. Karena apa yang diperbuat saat ini akan menentukan apa yang terjadi di masa yang akan datang. Tentunya tidak seorangpun menginginkan anak, cucu bahkan mungkin dirinya sendiri mengalami krisis air global tersebut.

Pengendalian penggunaan air ini adalah dengan membuat sistem yang dapat membuat kran mengalirkan air hanya saat digunakan dan akan berhenti saat tidak digunakan. Sistem ini sangat sulit dilakukan ditengah proses saat kita membutuhkan air saat terburu-buru pada fungsi kran manual. Dengan demikian, sistem ini akan membuat fungsi kran bekerja secara otomatis yaitu kran sebagai katup saklar akan mengalirkan dan menghentikan aliran air secara otomatis tanpa ada campur tangan manusia secara langsung untuk membuka dan menutupnya.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi berdampak positif dalam pengembangan sensor di bidang fisika instrumentasi. Sensor merupakan sebuah perangkat yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis menjadi besaran listrik.

Dalam bidang fisika instrumentasi sensor sangat berperan penting. Pada semua bidang, sensor sangat dibutuhkan. Contohnya pada tugas akhir saya, sensor ultrasonik digunakan untuk pembuatan kran otomatis yang di aplikasikan untuk otomasi kran air.

(15)

2

Tujuan dari tugas akhir ini yaitu membuat alat otomasi kran air menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler ATMega328P. Pada pembuatan alat ini mikrokontroler ATMega328P digunakan sebagai sistem minimum perangkat yang nantinya menjadi otak utama dari sistem yang dijalankan. Mikrokontroller ATmega 328P memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.

Instruksi–instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.

Konsep inilah yang memungkinkan instruksi–instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serbaguna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. Enam dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit.

Penggunaan ATMega328P dikarenakan jenis ini sangat efisien dalam penggunaan dan dapat diintegrasikan dengan sensor yang akan digunakan. Sensor yang akan digunakan adalah sensor ultrasonic HC-SR04. Secara prinsip modul sensor ultrasonik HC-SR04 terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikrofon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya.

Penggunaan kran otomasi untuk air diharapkan dapat meminimalisir pemborosan pada penggunaannya sendiri. Karena pada umumnya masyarakat sering lupa untuk menutup kembali kran air tersebut. Selain pemborosan hal itu dapat menyebabkan kran cepat rusak dan tergenangnya air di aliran tempat air. Dengan adanya sensor ultrasonik yang memiliki prinsip kerja mengirim lebar pulsa yang mempresentasikan jarak maka diharapkan kran otomasi ini dapat mudah digunakan tanpa adanya kendala yang sering dialami pada kran otomasi yang menggunakan sensor PIR atau lainya.

(16)

3

1.2 Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang di atas, maka perumusan masalahnya adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang sistem kran air otomatis menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 berbasis mikrokontroler ATMega328P.

2. Bagaimana mendeteksi objek dibawah lokasi pengambilan air menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04.

1.3 Batasan Masalah

Untuk menghindari adanya pembahasan di luar materi dalam mengerjakan tugas akhir ini, maka batasan masalah terdiri dari :

1. Perancangan alat ini berupa prototype menggunakan kran air dan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler ATMega328P.

2. Perancangan ini menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04.

3. Jumlah kran air yang akan digunakan sebanyak 1 buah.

1.4 Tujuan Tugas Akhir

Tujuan dilakukan pembuatan alat ini adalah

1. Untuk meminimalisir pemborosan pada penggunaan air dan kerusakan kran air.

2. Untuk menganalisis kinerja pada realisasi sistem.

1.5 Manfaat Tugas Akhir

Tugas Akhir ini diharapkan dapat bermanfaat baik untuk penulis sendiri, mahasiswa, institusi dan masyarakat pengguna pada umumnya.

1. Bagi penulis bermanfaat sebagai penerapan ilmu yang telah di dapat selama perkuliahan yang berhubungan dengan manfaat sensor pada kehidupan sehari–hari.

2. Bagi institusi pendidikan diharapkan hasil tugas akhir ini bisa digunakan sebagai refrensi untuk melakukan penelitian berikutnya ataupun untuk bahan pembelajaran.

(17)

4

3. Bagi masyarakat umum diharapkan hasil tugas akhir ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan sehari-hari.

(18)

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikrokontroler ATMega 328P

ATMega328P adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

2. 32 x 8-bit register serba guna.

3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

8. Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega 328P memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi–instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.

32 x 8-bit register serbaguna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. Enam dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).

(19)

6

Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.

Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. (Suhata.2005)

Berikut ini adalah tampilan architecture ATmega 328P :

Gambar 2.1 Architecture ATMega328

(20)

7

Konfigurasi PIN ATMega328P

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega328P

Tabel 2.1 Konfigurasi Port B

(21)

8

Tabel 2.2 Konfigurasi Port C

Tabel 2.3 Konfigurasi Port D

(22)

9

2.2. Arduino

Arduino merupakan perangkat keras modul yang di rangkai untuk dapat mengontrol sesuatu kegiatan. Arduino merupakan kumpulan komponen yang terdiri dari mikrokontroler sebagai komponen utama. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.

IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan arduino. Selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino.

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560.

Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.

Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ .

Gambar 2.3 Diagram Blok Arduino Board

(23)

10

Blok-blok diatas dijelaskan sebagai berikut:

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.

2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

3. 32KB flash memori bersifat non-volatile, digunakan untuk flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisialisasi yang dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan.

4. 1KB EEPROM bersifat non-volatile.

5. Piranti input/output, piranti untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development Environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke memori program arduino board. (IstiyantoJE. 2007)

2.3 Sensor Ultrasonik HC-SR04

Sensor ultrasonik adalah sensor yang mempunyai frekuensi 40 khz dan banyak digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas. Sensor jarak ini menggunakan sonar (gelombang ultrasonik) untuk menentukan jarak dari benda yang berada di depannya.

Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Strukturnya sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar.

Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz–400 KHz diberikanpada plat logam. Sehingga Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar-sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu, dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima

(24)

11

kembali oleh oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan yang akan mengarah pada jalur bolak - balik dengan frekuensi yang sama.

Besar amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan unit sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima.Proses sensing yuang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung dengan cara mengalikan setengah waktu yang digunakan oleh sinyal ultrasonik dalam perjalanannya dari rangkaian Tx sampai diterima oleh rangkaian Rx, dengan kecepatan rambat dari sinyal ultrasonik tersebut pada media rambat yang digunakannya, yaitu udara.Waktu di hitung ketika pemencar aktif dan sampai ada input dari rangkaian penerima dan bila pada melebihi batas waktu tertentu rangkaian penerima tidak ada sinyal input maka dianggap tidak ada halangan didepannya.

Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik

Pengukuran jarak berbasis ultrasonik dapat dilakukan dengan dua metode yaitu:

1. Perhitungan waktu tempuh

Pada medium rambat udara, gelombang ultrasonik memiliki kecepatan tempuh 340 m/s. Berdasarkan nilai tersebut, pengukuran jarak dapat dilakukan dengan mengamati waktu tempuh gelombang dari transmitter hingga diterima oleh receiver. Mengingat jarak yang ditempuh gelombang bersifat bolak-balik, maka perhitungan jarak metode ini berdasarkan datasheet sensor adalah:

Distance = 340× t ÷2m (2.1)

2. Perhitungan jumlah pulsa

Transmitter akan mengeluarkan deretan pulsa burst dengan nilai tertentu saat diberikan pulsa trigger. Untuk setiap satu sentimeter, jumlah pulsa yang

(25)

12

dihasilkan adalah 29 pulsa, sehingga jarak tempuh total dapat dihitung berdasarkan jumlah pulsa yang diterima oleh receiver. Seperti halnya metode pertama, jalan tempuh deretan pulsa bersifat bolak-balik sehingga perhitungannya berdasarkan datasheet menjadi:

Distance = pulse count ÷58cm. (2.2)

Hal-hal yang dapat menyebabkan sensor ultrasonic tidak teliti untuk mengukur jarak suatu objek adalah sebagai berikut :

1. Jarak objek tersebut diluar jangkauan ukur (< 3cm atau > 300cm).

2. Sudut objek terhadap sensor (θ) < 45°, sudut yang terlalu kecil antara sensor jarak ultrasonik dan objek sehingga gelombang ultrasonik tidak dapat dipantulkan kembali ke sensor.

3. Objek tersebut terlalu kecil untuk memantulkan gelombang ultrasonik kembali ke sensor,

Jenis material objek yang bersifat meredam suara, bentuk permukaan yang tidak beraturan, sudut ruangan, dan lain- lain sehingga mungkin tidak dapat memantulkan gelombang ultrasonik yang cukup untuk dideteksi dengan teliti.

2.4 Motor Servo

Motor DC servo (DC-SV) pada dasarnya adalah sebuah motor DC-MP dengan kualifikasi khusus yang sesuai dengan aplikasi “servoing” didalam teknik kontrol. Dalam kamus Oxford istilah ”servo” diartikan sebagai “a mechanism that controls a large mechanism”.

Tidak ada spesifikasi baku yang disepakati untuk menyatakan bahwa suatu motor DC-MP adalah motor DC-SV juga dikehendaki handal beroperasi dalam lingkup torsi yang berubah-ubah. Beberapa tipe motor servo yang dijual bersama dengan paket rangkaian drivernya telah memiliki rangkaian control kecepatan yang menyatu didalamnya. Putaran motor tidak lagi berdasarkan tegangan supply ke motor, namun berdasarkan tegangan input khusus yang berfungsi sebagai referensi kecepatan output.

Servo terdiri dari rangkaian pengontrol, gear, potensiometer dan DC motor.

Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula

(26)

13

potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan.

Gambar 2.5 Komponen Motor Servo

Servo motor dc mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor dc.

Dalam motor dc konvensional sikat dan cincin belah merupakan suatu kerugian.

Karena ada gesekan antara sikat dan cincin maka akan terjadi rugi gesek, timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arang maupun cincin. Maka mulai dipikirkan motor dc tanpa sikat atau disebut brushless DC Motor.

Brushless DC Motor dapat diwujudkan dengan menggunakan prinsip kerja motor induksi 3 phasa (tanpa sikat dan cincin). Dengan menambahkan komponen permanent magnet, electronic inverter (yang menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya menggunakan sensor effek Hall), maka akan didapatkan motor dc brushless. Jadi disini rangkaian inverter dan kontrol posisi berfungsi sebagai pengganti komutator mekanik (sikat & cincin belah) dalam membalik medan. Motor dc brushless ini mempunyai karateristik yang mendekati dc motor konvensional.Untuk mengerti cara kerja Motor Servo DC Magnet Permanen haruslah dimengerti bagaimana prinsip kerja Motor DC Magnet Permanen, Motor DC tanpa sikat dan medan putar (Iqbal, M. 2015). Ada beberapa jenis-jenis motor servo yaitu:

1. Motor Servo Standar 180° Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90°

sehingga total defleksi sudut dari kanan–tengah–kiri adalah180°.

2. Motor Servo Continuous 360° Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar.

Pada kran otomatis digunakan Motor Servo Standard 180° dengan sudut 50°. Sudut yang terdapat diatas diatur pada program sesuai kebutuhan.

(27)

14

Gambar 2.6 Motor Servo

Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan system lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.

Gambar 2.7 Pulsa PWM Motor Servo

2.5 Step Down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Sesuai dengan fungsi kegunaannya maka trafo terbagi ke dalam beberapa jenis:

 Trafo step up/down untuk menaikkan atau menurunkan tegangan.

(28)

15

 Trafo adaptor untuk mengubah tegangan dari arus AC ke arus DC.

Skema transformator step-down dapat di lihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 skema transformator step-down

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Karena adanya kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai 100%.

(http://hbariql4.blogspot.co.id/2013/05/transformator-step-up-dan-step-down.html)

2.6 LED (Light Emitting Diode)

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.

LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE).

LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer.

Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api (mancis) yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. LED sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena efesiensinya.

Gambar 2.9 LED (Light Emitting Diode) dan Simbolnya

(29)

16

2.7 Catu Daya (Power Supply)

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter.

Pada umumnya Power Supply dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok besar, yakni berdasarkan fungsinya, berdasarkan bentuk mekanikalnya dan juga berdasarkan metode konversinya. Berikut ini merupakan penjelasan singkat mengenai ketiga kelompok tersebut :

1. Power Supply Berdasarkan Fungsi (Functional)

Berdasarkan fungsinya, Power supply dapat dibedakan menjadi Regulated Power Supply, Unregulated Power Supply dan Adjustable Power Supply.

 Regulated Power Supply adalah Power Supply yang dapat menjaga kestabilan tegangan dan arus listrik meskipun terdapat perubahaan atau variasi pada beban atau sumber listrik (Tegangan dan Arus Input).

 Unregulated Power Supply adalah Power Supply tegangan ataupun arus listriknya dapat berubah ketika beban berubah atau sumber listriknya mengalami perubahan.

 Adjustable Power Supply adalah Power Supply yang tegangan atau Arusnya dapat diatur sesuai kebutuhan dengan menggunakan Knob Mekanik. Terdapat 2 jenis Adjustable Power Supply yaitu Regulated Adjustable Power Supply dan Unregulated Adjustable Power Supply.

2. Power Supply Berdasarkan Bentuknya

Untuk peralatan Elektronika seperti televisi, monitor komputer, komputer desktop maupun DVD Player, Power Supply biasanya ditempatkan di dalam atau menyatu ke dalam perangkat-perangkat tersebut sehingga kita sebagai konsumen tidak dapat melihatnya secara langsung. Jadi hanya sebuah kabel listrik yang dapat kita lihat dari luar. Power Supply ini disebut dengan Power Supply Internal (Built in). Namun ada juga Power Supply yang berdiri sendiri (stand alone) dan berada diluar perangkat

(30)

17

elektronika yang kita gunakan seperti Charger Handphone dan Adaptor Laptop. Ada juga Power Supply stand alone yang bentuknya besar dan dapat disetel tegangannya sesuai dengan kebutuhan kita.

3. Power Supply Berdasarkan Metode Konversinya

Berdasarkan metode konversinya, Power supply dapat dibedakan menjadi Power Supply Linier yang mengkonversi tegangan listrik secara langsung dari Inputnya dan Power Supply Switching yang harus mengkonversi tegangan input ke pulsa AC atau DC terlebih dahulu.

(31)

18

BAB 3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Perancangan Sistem

Pada tahap perancangan sistem akan dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu blok diagram, penentuan komponen yang digunakan, perancangan rangkaian kran otomatis dan flowchart.

3.1.1 Diagram Blok

Diagram blok merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan peralatan elektronika, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian elektronika yang dibuat. Sehingga keseluruhan blok dari alat yang dibuat dapat membentuk suatu sistem yang dapat bekerja sesuai dengan perencanaan. Diagram blok dari kran air otomatis dapat di lihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok Adapun fungsi-fungsi blok dari diagram blok sebagai berikut:

1. Blok Objek adalah benda hidup atau mati yang menjadi acuan aktifnya sensor Ultrasonik HC-SR04.

2. Blok Sensor Ultrasonik HC-SR04 sebagai sensor jarak yang akan mendeteksi adanya objek yang akan menggunakan air.

3. Blok Mikrokontroler ATMega 328P berfungsi untuk membaca dan mengola hasil penerimaan data dari Sensor Ultrasonik Us-016 menjadi sebuah perintah ke driver.

Objek

Us-HCSR 04 Mikrokontroler

ATMega 328P PSA

LED Motor

Servo

(32)

19

4. Blok PSA sebagai sumber tegangan ke mikrokontroler dan motor servo atau LED .

5. Blok motor servo sebagai penggerak pembuka dan penutup kran air.

6. Blok LED sebagai penyampai pesan bahwa kran air aktif.

3.1.2 Penentuan Komponen Kran

Penentuan komponen yang akan dipakai dibagi menjadi dua kelompok, yaitu komponen fisik dan komponen elektronik. Komponen fisik digunakan untuk membuat kerangka kran, body utama, mekanis kran. Komponen elektronik digunakan untuk merancang rangkaian elektronik. Berikut komponen yang dipakai kran otomatis.

1. Gerinda

Fungsi : Untuk memotong acrylic 2. Bor duduk

Fungsi : Untuk melubangi papan PCB, akrilik, dan komponen lainnya 3. Solder dan timah

Fungsi : Soldering 4. Penggaris

Fungsi : Sebagai alat ukur 5. Obeng

Fungsi : Memasang dan membuka baut 6. Tang

Fungsi : Memotong kabel, mengunci mur 7. Multitester digital

Fungsi : Pengukuran satuan listrik (tegangan, arus, dan hambatan) 8. Glue gun

Fungsi : Pengeleman 9. Setrika

Fungsi : Menggosok gambar rangkaian ke PCB 10. Larutan fericlorida

Fungsi : Melarutkan kuningan PCB

(33)

20

11. Galon Air

Fungsi : Body kran air 12. Mikrokontroler

Fungsi : Processor utama 13. Sensor HC-SR04

Fungsi : Pendeteksi benda 14. Motor servo

Fungsi : Membuka dan menutup kran air 15. Kabel pelangi

Fungsi : Konektor motor servo, HCSR, Buzzer dan led 16. Resistor

Fungsi : Komponen sirkuit 17. Led

Fungsi : Menampilkan status/keadaan kran air 18. Step Down

Fungsi : Penurun tegangan

3.1.3 Rangkaian HC-SR04

Pada perancangan alat ini menggunakan 2 buah HC-SR04, yang masing- masing dari kedua HC-SR04 berfungsi untuk mendeteksi benda yang ada di depannya. Alat ini memiliki 4 pin, yaitu pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda. Pada pin HC- SR04 langsung terhubung dengan mikrokontroler ATMega328 sebesar 5 volt. Pada kran otomatis menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 dikarenakan sensor ultrasonik HC-SR04 memiliki harga yang terjangkau dan mudah didapat. Rangkaian HC-SR04 dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Rangkaian HC-SR04

(34)

21

3.1.4 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo

Untuk mengaktifkan servo dibutuhkan sebuah tegangan input yang stabil dari arus listrik, kemudian dengan menggunakan rangkaian DC to DC step down tegangan output pada pin Vcc servo diturunkan menjadi tegangan 5 volt yang stabil untuk motor servo. Rangkaian sumber arus motor servo dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo

3.1.5 Rangkaian LED (Light Emitting Diode)

Untuk menghidupkan 3 LED membutuhkan tegangan dan perintah output pada pin LED yang langsung terhubung dengan mikrokontroler ATmega328P sebesar 5 volt. Rangkaian LED dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 Rangkaian LED

(35)

22

3.1.6 Rangkaian Sirkuit Utama

Rangkaian sirkuit utama adalah gabungan dari beberapa rangkaian, yaitu rangkaian sumber arus motor servo, rangkaian LED, rangkaian HC-SR04 dan beberapa rangkaian pin header untuk menghubungkan mikrokontroler ATMega238 dengan komponen elektronik lainnya. Rangkaian sirkuit utama dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian Sirkuit Utama

(36)

23

3.1.7 Flowchart

Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu bagaimana cara merancang sistem yang akan diimplementasikan pada alat. Dalam perancangan sistem perlu dibuat flowchart dari sistem tersebut, seperti gambar 3.6.

Ya

Tidak

Gambar 3.6 Flowchart Program Start

End Inisialisasi

Objek

Konversi jarak

< 30cm

Non Aktifkan Water Pump

Aktifkan Water Pump

(37)

24

BAB 4

PENGUJIAN DAN HASIL

4.1 Pengujian Alat

Pengujian alat yang dilakukan meliputi pengujian sensor HC-SR04, motor servo dan kran otomatis.

4.1.1 Pengujian Sensor HC-SR04

Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui jarak minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik HC-SR04 serta membandingkan jarak sebenarnya dengan jarak hasil pengukuran menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04. Pengujian rangkaian sensor ultrasonik HC-SR04 dilakukan dengan menghubungkan antara modul sensor ultraonik HC-SR04 dengan rangkaian mikrokontroler ATmega328 pada rangkaian sistem minimum. Pin – pin pada HC-SR04 yang dihubungkan antara lain pin sumber tegangan +5v dihubungkan dengan kutub positif pada supply, Pin Trigger dihubungkan dengan pin3, Pin Echo dihubugkan dengan pin4 dan pin Ground dihubungkan dengan kutub negatif pada supply.

Cara kerja dari sensor ultrasonik HC-SR04 adalah mula – mula HC-SR04 diaktifkan melalui pin Trigger minimal 10 μs dengan mengirimkan pulsa positif dari IC mikrokontroler. Selanjutnya pin TX akan mengirim sinyal pada saat logika 1 atau high yang mengenai penghalang dan sinyal pantulan dari penghalang akan diterima oleh RX. Pada saat menerima sinyal pantulan, RX berlogika 0 atau low, dimana sinyal dari RX akan dilewatkan melalui pin Echo. Lebar sinyal dari Echo inilah yang akan digunakan untuk pengukuran jarak. Selanjutnya adalah melakukan ujicoba pegukuran jarak sensor ultrasonik HC-SR04 dengan cara menempatkan sensor ultrasonik di depan penghalang dan memvariasi jarak pengukuran.

Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian sensor HC-SR04 dapat dilihat pada gambar 4.1.

(38)

25

Gambar 4.1 Listing Program HC-SR04

4.1.2 Pengujian Motor servo

Pengujian Motor Servo dilakukan untuk mengetahui keakuratan pergerakan servo yang dilakukan. Jadi penulis dapat mengetahui apakah antara pergerakan yang diinginkan dengan pergerakan sebenarnya benar-benar sesuai. Pergerakan servo dikatakan baik apabila perbedaan/error besar derajat pergerakan masih kecil dan bisa ditolerir.

Pengujian dilakukan dengan bantuan busur derajat guna mengetahui besar pergeseran dari motor servo. Pada program arduino motor servo disetting melakukan penabahan derajat sebesar 45° dengan waktu delay 2 detik. Setelah motor servo mencapai sudut 180° maka motor servo akan melakukan pengurangan derajat sebesar 45° hingga kembali pada posisi 0°. Penggunaan waktu delay sebesar 2 detik guna memberi waktu untuk mengamati besar perubahan motor servo dan sebagai waktu tunggu saat mengirim sinyal dari Trigger ke Echo.

Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian motor servo dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Listing Program Motor Servo

(39)

26

4.1.3 Pengujian Kran Otomatis

Pengujian yang dilakukan pada kran otomatis ini dikontrol melalui sensor HC-SR04. Sensor HC-SR04 berfungsi untuk mendeteksi adanya objek yang menghalangi sensor dengan jarak kurang dari 30cm. Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian keran otomatis kran air dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Listing Program kran otomatis

4.1.4 Listing Program Kran Otomatis dari seluruh sistem /* Sweep

KRAN OTOMATIS

*/

#include <Servo.h>

const int trigPina = 3;

const int echoPina = 2;

const int trigPinb = 9;

const int echoPinb = 10;

long durationa;

int distancea;

(40)

27

long durationb;

int distanceb;

Servo myservo; // create servo object to control a servo // twelve servo objects can be created on most boards

int merah=A1,kuning=A2,hijau=A3,buzzer=s13;

void setup() { Serial.begin(9600);

pinMode(trigPina, OUTPUT); // Sets the trigPina as an Output pinMode(echoPina, INPUT); // Sets the echoPina as an Input pinMode(trigPinb, OUTPUT); // Sets the trigPinb as an Output pinMode(echoPinb, INPUT); // Sets the echoPinb as an Input

pinMode(buzzer,OUTPUT);

pinMode(merah,OUTPUT);

pinMode(kuning,OUTPUT);

pinMode(hijau,OUTPUT);

}

void loop() {

// Clears the trigPinb

digitalWrite(trigPinb, LOW);

delayMicroseconds(2);

// Sets the trigPinb on HIGH state for 10 micro seconds digitalWrite(trigPinb, HIGH);

(41)

28

digitalWrite(trigPinb, LOW);

// Reads the echoPinb, returns the sound wave travel time in microseconds durationb = pulseIn(echoPinb, HIGH);

// Calculating the distanceb distanceb= durationb*0.034/2;

// Clears the trigPina

digitalWrite(trigPina, LOW);

// Sets the trigPina on HIGH state for 10 micro seconds digitalWrite(trigPina, HIGH);

digitalWrite(trigPina, LOW);

// Reads the echoPina, returns the sound wave travel time in microseconds durationa = pulseIn(echoPina, HIGH);

// Calculating the distancea distancea= durationa*0.034/2;

if(distanceb<=55){//Sensor depan untuk mendeteksi ada tidaknya orang Serial.println("BUKA");

myservo.attach(11); // attaches the servo on pin 11 to the servo object myservo.write(50);//Keran terbuka

delay(555);

digitalWrite(buzzer,0);

// delay(2000);

delay(1);

(42)

29

} else{

myservo.attach(11); // attaches the servo on pin 11 to the servo object myservo.write(8);//Keran tertutu

Serial.println("TUTUP");

delay(555);

if(distancea<=4){//Sensor atas untuk mendeteksi penuh tidaknya air digitalWrite(merah,1);

digitalWrite(kuning,0);

digitalWrite(hijau,0);

digitalWrite(buzzer,1);

delay(11);

}

else if(distancea<8 & distancea>=5){

digitalWrite(merah,1);

delay(11);

}

else if(distancea<16 & distancea>=8){

delay(11);

} else{

delay(11);

(43)

30

} }

Serial.print(distancea);

Serial.print(" <==atas || bawah==> ");

Serial.println(distanceb);

delay(11);

}

4.2 Hasil Pengujian Alat

Hasil dari pengujian kran otomatis meliputi hasil uji tegangan listrik dan hasil uji kerja kran otomatis.

4.2.1 Pengujian Penggunaan Tegangan

Pengujian penggunaan tegangan dan arus listrik dilakukan untuk menghitung kuat arus dan tegangan listrik pada kran air otomatis dalam kondisi stand by, kondisi kran air terbuka/tertutup. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Uji Tegangan Listrik Kran Otomatis

Kondisi Tegangan

Stand By 5.07 V

Beroperasi 5.06 V

Off 5 V

Bedasarkan tabel diatas dapat diketahui tegangan listrik pada kondisi stand by sebesar 5.07 V. Tegangan listrik pada kondisi kran air beroperasi sebesar 5.06 V.

Tegangan listrik pada kondisi off sebesar 5 V. Sehingga didapat tegangan pada kran air otomatis rata-rata 5,04 Volt.

4.2.2 Pengujian Kran Otomatis

Jarak objek yang dapat membuka kran air adalah 1-55 cm. Hasil dari pengujian kran otomatis dapat dilihat pada tabel 4.2.

(44)

31

Tabel 4.2 Hasil Uji Kerja Kran Otomatis

Jarak Objek terhadap HC-SR04 (cm) Hasil Pengamatan Aliran Kran Air

1 – 10 Mengalir

11 – 20 Mengalir

21 – 30 Mengalir

31 – 40 Tidak Mengalir

41 – 50 Tidak Mengalir

(45)

32

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain :

1. Telah berhasil dirancang sebuah alat kontrol kran air yang dapat meminimalisir kerusakan pada kran air. Sensor yang digunakan adalah sensor ultrasonik jenis HC-SR04. Dengan menggunakan sensor tersebut maka kita dapat menggunakan kran air tanpa memutar katub kran seperti biasa.

Pemutaran kran secara sembarangan dapat mengakibatkan kerusakan kran air.

Pemborosan pada air juga diakibatkan karena kelalaian manusia lupa menutup kembali katub kran air. Dengan alat kontrol ini maka dapat meminimalisir kerusakan kran dan pemborosan air.

2. Sistem yang digunakan pada alat ini adalah sistem sensor ultrasonik HC- SR04 berbasis ATmega328P. Jarak objek yang dapat membuka kran air adalah 1-30 cm. Jika jarak antara objek dengan sensor lebih dari 30 cm maka kran air tidak akan terbuka.

5.2 Saran

Setelah melakukan pembuatan alat, diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dilakukan pembuatan alat lebih lanjut yaitu :

1. Pemilihan sensor ultrasonik HC-SR04 sebaiknya memiliki data sheet yang jelas, sehingga karakteristik sensor dapat diketahui.

2. Sebaiknya digunakan solenoid valve pada kran agar peletakkan sensor dapat dilakukan tepat di kran tersebut, sehingga pembacaan objek yang datang lebih efisien.

(46)

33

DAFTAR PUSTAKA

IstiyantoJE. 2007. Pengantar Elektronika dan Instrumentasi Pendekatan Project Arduino dan Android. Yogyakarta: ANDI.

Malvino. 1985. Prinsip – prinsip elektronika, Edisi III, Jilid 1. Jakarta : Gramedia Pustaka Umum.

Mismail B. 1998. Dasar-dasar Rangkaian Logika Digital. Bandung: ITB.

Suhata. 2005.Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika.

Jakarta:Elex Media Komputindo.

http://hbariql4.blogspot.co.id/2013/05/transformator-step-up-dan-step-down.html Diakses pada : 8 April 2018

Waktu : 20.32

https://www.elangsakti.com/2015/05/sensor-ultrasonik.html?m=1 Diakses pada : 8 April 2018

Waktu : 20.55 http://www.slideshare.net Diakses pada : 23 Juli 2018 Waktu : 11.38