bab i pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sejalan dengan perkembangan otomotif, jumlah kendaraan bermotor di
Indonesia cenderung naik. Peningkatan keselamatan pada saat berkendaraan
semakin di utamakan untuk menghindari kecelakaan sesama pengendara.
Pada proyek akhir ini mengambil topik tentang perancangan Pengatur
ON/OFF Semi-Otomatis Pada Lampu Sein Sepeda Motor Dengan Sensor Limit
Switch Berbasis Aduino Uno. Limit switch akan memberi kode biner kepada
Arduino Uno yang akan secara otomatis mematikan lampu sein pada sepeda
motor.
Lampu sein pada sepeda motor akan mati sendiri setelah sepeda motor
membelokan setang kemudi. Dengan kata lain alat ini akan diaplikasikan sebagai
pengatur lampu sein setelah kemudi berada pada posisi normal (lurus).
Pengaturan lampu sein biasanya dengan menggunakan saklar untuk
menghidupkan dan memadamkan lampu sein. Namun ada kalanya orang lupa
mematikan lampu sein yang masih menyala setelah berbelok. Apabila itu terjadi
kepada kebanyakan pengguna sepeda motor bisa menimbulkan kecelakaan lalu
lintas karena terjadi salah komunikasi sesama pengendara.
Untuk menghindari kecelakaan lalu lintas, maka dalam pengerjaan proyek
akhir ini dibuat dan dibahas rangkaian semi-otomatis untuk mengendalikan lampu
sein sepeda motor.
B. Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari pembuatan alat pengatur lampu sein ini bertujuan
untuk menciptakan lampu sein dengan sistem modern, berupa lampu sein pintar
dengan menggunakan sensor limit switch dimana akan beroperasi setelah stang
kemudi motor berbelok untuk upaya mengantisipasi orang lupa mematikan lampu
sein.
C. Batasan Masalah
Batasan masalah yang digunakan untuk memperjelas ruang lingkup
1
2
penelitian perancangan alat Pengatur Lampu Sein ini adalah sebagai berikut:
1. Yang menjadi sasaran utama adalah lampu sein sepeda motor.
2. Menggunakan sensor limit switch untuk aktifasi indikator dari peralatan
tersebut.
3. Lampu sein sebagai indikasi untuk berbelok arah.
D. Metode Penulisan
Dalam pelaksanaan penulisan laporan proyek akhir ini digunakan beberapa
metode penulisan, yaitu:
1. Studi Kepustakaan
Dalam pembuatan laporan proyek akhir ini, membutuhkan dasar-dasar teori
yang menunjang. Untuk itu diperlukan bebragai macam literatur,baik dari
buku,internet maupun dari sumber-sumber lain.
2. Metode Perancangan
Metode perancangan meliputi perancangan desain rangkaian dan mencoba
berbagai macam rancangan agar alat dapat bekeraja dengan baik dan efisien.
3. Penelitian Laboratorium
Pada metode ini, dilakukan percobaan dan pengamatan pada tugas yang
dibuat untuk memperoleh data-data yang akurat dan sesuai dengan spesifikasi
yang diinginkan.
E. Sistematika Penulisan Laporan
Sistematika penulisan laporan proyek akhir ini dikelompokkan menjadi
lima bab, yaitu sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Membahas tentang latar belakang judul proyek akhir,permasalah,maksud
3
dan tujuan,batasan masalah,metodeologi penulisan serta sistematika
penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Membahas teori-teori dasar dan yang mendukung perancangan pembuatan
pengatur lampu sein dengan sensor limit switch berbasis Arduino Uno
BAB III PERANCANGAN ALAT
Membahas tentang perancangan dan membuat alat sesuai desain yang
diinginkan.
BAB IV PENGAMATAN DAN ANALISIS
Berisi data-data pengamatan pengujian pada bagian-bagian tertentu dari
keseluruhan rangkaian,serta pembahasan atau analisis data hasil dari
pengujian
dengan
melakukan
perbandingan
terhadap
teori
yang
mendukung.
BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan berdasarkan hasil pembahasan dari bab
sebelumnya dan saran-saran yang dianggap perlu untuk penyempurnaan
alat dan laporan yang di buat.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi tentang refrensi-refrensi yang dipakai oleh penulis sebagai acuan
dan poenunjang serta parameter yang mendukung penyelesaian masalah
ini baik secara praktis maupun teoritis.
LAMPIRAN
Berisi tentang dokumen tambahan yang dilampirkan ke dokumen utama.
BAB II LANDASAN TEORI
A. Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 adalah papan mikrokontroler berdasarkan Atmega328, yang
memiliki 14 digital pin input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM),
6 pin input analog, dengan 16 MHz kristal keramik, koneksi USB, jack DC power
supply, header ICSP, dan tombol reset. Papan Arduino Uno R3 ini bersifat open
source hardware dan software, sehingga mudah dalam melakukan pengembangan
produk dari segi software dan modifikasi alat dalam segi hardware. Didirikan di
Ivrea Italia oleh Massimo Banzi dan David Cuartielles sebagai Founder. Gambar
2.4 merupakan bentuk fisik Arduino Uno R3.
Gambar 2. 1 Arduino uno R3
Adapun kelebihan yang dimiliki oleh Arduino Uno R3 ini sehingga dipilih
menjadi kendali utama dalam pembuatan alat ini adalah:
1. Mudah dalam hal memprogram
4
5
Arduino memiliki bahasa pemrograman sendiri yaitu bahasa processing
dan wiring platform yang lebih sederhana dari bahasa C yang menggunakan
fungsi-fungsi yang sederhana sehingga mudah bagi para pemula.
2. Harga terjangkau
Harga yang ditawarkan untuk sebuah Arduino Uno R3 bervariasi yaitu
sekitar Rp. 150.000,- sampai dengan Rp. 350.000,- harga ini relatif murah
untuk harga sebuah modul.
3. Memiliki program Boot Loader
Semua produk Arduino secara default sudah terinstal program boot loader,
yang berfungsi sebagai penghubung antara IDE (Integrated Development
Environment) Arduino yang merupakan aplikasi untuk melakukan editor,
compiler serta uploader, sehingga modul Arduino dapat diprogram berulang
kali dengan mikrokontrolernya, dan tidak perlu menggunakan perangkat chip
programmer.
4. Memiliki Kumpulan Library
Kumpulan library yang dimiliki Arduino cukup lengkap sehingga
mempermudah dalam proses pemrogramannya bagi pemula, serta contoh
programnya juga sudah cukup banyak.
5. Proteksi Arus lebih USB
Arduino Uno memiliki proteksi arus lebih port USB komputer sendiri
yaitu sebuah sekering. Jika arus yang diterima oleh port USB lebih dari 500mA
sekering secara otomatis akan memutuskan koneksi dari komputer sampai
hubung pendek atau beban lebih hilang.
6. Komunikasi
Arduino Uno memiliki fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer,
Arduino lain, atau mikrokontroler lain. Komunikasi serial tersedia pada pin digital
0 (RX) dan 1 (TX). Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM
dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Arduino juga mendukung
komunikasi I2C (Inter Integrated Circuit) SPI (Serial Pheriperal Interface).
6
Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem. Berikut
tabel 2.1 menunjukan spesifikasi arduino uno R3.
Tabel 2. 1 Spesifikasi arduino uno R3
B. Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang
berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar
Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas
penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak
ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang
akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor
tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda
(objek) yang bergerak.
7
Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya
pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan
atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2
kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah
satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit
switch dapat dilihat seperti gambar di bawah.
Gambar 2. 2 Limit Switch
C. Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik
untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar
elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan
memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup
(menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan
kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan
kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
Gambar 2. 3 Relay
8
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi CLOSE (tertutup)

Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi OPEN (terbuka)
D. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi
sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran
listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET),
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
Gambar 2. 4 Transistor
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu basis (B), emitor (E)
dan kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya emitor dapat
dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input
basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output kolektor.
Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan
dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita
simpulkan, pengertian transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan
setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan
pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain.
9
E. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang memang didesain memiliki dua kutup
yang nantinya dapat digunakan untuk menahan arus listrik apabila di aliri
tegangan listrik antara kedua kutub tersebut. Resistor biasanya banyak digunakan
sebagai bagian dari sirkuit elektronik. Tak cuma itu, komponen yang satu ini juga
yang paling sering digunakan di antara komponen lainnya. Resistor adalah
komponen yang terbuat dari bahan isolator yang didalamnya mengandung nilai
tertentu sesuai dengan nilai hambatan yang diinginkan.
Bentuk dari resistor sendiri saat ini ada bermacam-macam. Yang paling
umum dan sering di temukan di pasaran adalah berbentuk bulat panjang dan
terdapat beberapa lingkaran warna pada body resistor. Ada 4 lingkaran yang ada
pada body resistor. Lingkaran warna tersebut berfungsi untuk menunjukan nilai
hambatan dari resistor.
Gambar 2. 5 Resistor
Karakteristik utama resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang
dapat dihantarkan. Sementara itu, karakteristik lainnya adalah koefisien suhu,
derau listrik (noise) dan induktansi. Resistor juga dapat di integrasikan ke dalam
sirkuit hibrida dan papan sirkuit, bahkan bisa juga menggunakan sirkuit terpadu.
Ukuran dan letak kaki resistor tergantung pada desain sirkuit itu sendiri, daya
10
resistor yang dihasilkan juga harus sesuai dengan kebutuhan agar rangkaian tidak
terbakar.
F. Kapasitor
Kapasitor adalah perangkat komponen elektronika yang berfungsi untuk
menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh
bahan
penyekat
(dielektrik)
pada
tiap
konduktor
atau
yang
disebut
keping. Kapasitor biasanya disebut dengan sebutan kondensator yang merupakan
komponen listrik dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan
listrik.
Gambar 2. 6 Kapasitor
Prinsip kerja kapasitor pada umunya hampir sama dengan resistor yang
juga termasuk ke dalam komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen
yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar. Kapasitor sendiri terdiri dari dua
11
lempeng logam (konduktor) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator).
Penyekat atau isolator banyak disebut sebagai bahan zat dielektrik.
Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua komponen tersebut
berguna untuk membedakan jenis-jenis kapasitor. Di dunia ini terdapat beberapa
kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik, antara lain kertas, mika, plastik
cairan dan masih banyak lagi bahan dielektrik lainnya. Dalam rangkaian
elektronika, kapasitor sangat diperlukan terutama untuk mencegah loncatan bunga
api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan. Selain itu, kapasitor juga
dapat menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian, dapat memilih
panjang gelombang pada radio penerima dan sebagai filter dalam catu daya
(power supply).
Fungsi kapasitor dalam rangkaian elektronik sebagai penyimpan arus atau
tegangan listrik. Untuk arus DC, kapasitor dapat berfungsi sebagai isolator
(penahan arus listrik), sedangkan untuk arus AC, kapasitor berfungsi sebagai
konduktor (melewatkan arus listrik). Dalam penerapannya, kapasitor banyak di
manfaatkan sebagai filter atau penyaring, perata tegangan yang digunakan untuk
mengubah AC ke DC, pembangkit gelombang AC (Isolator) dan masih banyak
lagi penerapan lainnya.
G. Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua elektroda, yakni
anoda dan katoda. Kata “dioda” adalah sebuah kata majemuk yang berarti “dua
elektroda”, dimana “di” berarti dua dan “oda” yang berarti elektroda. Jadi dioda
adalah dua lapisan elektroda N (katoda) dan lapisan P (anoda), dimana N berarti
negatif dan P adalah positif.
Dioda merupakan komponen yang paling sederhana pada keluarga
semikonduktor. Bentuk dioda ini sejenis vacuum tube yang memiliki dua buah
elektroda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
12
Gambar 2. 7 Dioda
Fungsi dioda ini memang unik, yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu
arah saja. Fungsi dioda paling umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik
mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus
dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat
dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan dimana katup
akan terbuka jika ada air yang mengalir dari belakang katup menuju ke depan,
sedangkan katup akan menutup oleh air yang mengalir dari depan menuju ke
belakang.
Fungsi dioda yang lainnya adalah sebagai penyearah sinyal tegangan AC
menjadi sinyal DC. Untuk dapat digunakan sebagai penyearah setengah
gelombang Anda bisa menggunakan sebuah dioda. Namun jika ingin menjadi
penyearah gelombang penuh, Anda harus menggunakan 4 buah dioda yang
dirangkai seperti jembatan atau dengan menggunakan 2 buah dioda dengan trafo
yang memiliki center tap (CT).
Simbol dioda merupakan anak panah yang di depannya terdapat sebuah
garis melintang. Dari simbol ini, seharusnya sudah mewakili cara kerja dioda itu
sendiri. Pada ujung depan anak panah disebut sebagai Katoda (N = Negatif) dan di
belakang anak panah disebut dengan Anoda (P = Positif).
13
H. LED (Light Emitting Diode)
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.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan
dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika.
Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen
sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu,
saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan
sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
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
14
positif (P-Type material). Saat elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan
photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Gambar 2. 8 LED
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri
tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat
mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED.
Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri terminal
anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga lead frame yang lebih
kecil. Sedangkan ciri-ciri terminal katoda adalah kaki yang lebih pendek dengan
lead frame yang besar serta terletak di sisi yang flat.
I. Accu
Accu (akumulator, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi
(umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh accu adalah
baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki
atau accu) hanya dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan di bahasa
Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator,
dll. Akumulator (aki) termasuk ke dalam jenis sel sekunder, artinya sel ini dapat
dimuati ulang ketika muatannya habis. Ini karena reaksi kimia dalam sel dapat
15
dibalikkan arahnya. Jadi sewaktu sel dimuati, energi listrik diubah menjadi energi
kimia, dan sewaktu sel bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik.
Gambar 2. 9 Accu
ACCU(mulator) atau sering disebut aki, adalah salah satu komponen
utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan aki
untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater
kendaraan). Aki mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik. Di
pasaran saat ini sangat beragam jumlah dan jenis aki yang dapat ditemui.
Aki untuk mobil biasanya mempunyai tegangan sebesar 12 Volt,
sedangkan untuk motor ada tiga jenis yaitu, dengan tegangan 12 Volt, 9 volt dan
ada juga yang bertegangan 6 Volt. Selain itu juga dapat ditemukan pula aki yang
khusus untuk menyalakan tape atau radio dengan tegangan juga yang dapat diatur
dengan rentang 3, 6, 9, dan 12 Volt. Tentu saja aki jenis ini dapat dimuati kembali
(recharge) apabila muatannya telah berkurang atau habis.
Dikenal dua jenis elemen yang merupakan sumber arus searah (DC) dari
proses kimiawi, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer terdiri
dan elemen basah dan elemen kering. Reaksi kimia pada elemen primer yang
menyebabkan elektron mengalir dari elektroda negatif (katoda) ke elektroda
positif (anoda) tidak dapat dibalik arahnya. Maka jika muatannya habis, maka
elemen primer tidak dapat dimuati kembali dan memerlukan penggantian bahan
16
pereaksinya (elemen kering). Sehingga dilihat dari sisi ekonomis elemen primer
dapat dikatakan cukup boros. Contoh elemen primer adalah batu baterai (dry
cells).
Allesandro Volta, seorang ilmuwan fisika mengetahui, gaya gerak listrik
(ggl) dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda dan dipisahkan larutan
elektrolit. Volta mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu) dan seng (Zn) dapat
membangkitkan ggl yang lebih besar dibandingkan pasangan logam lainnya
(kelak disebut elemen Volta).
Hal ini menjadi prinsip dasar bagi pembuatan dan penggunaan elemen
sekunder. Elemen sekunder harus diberi muatan terlebih dahulu sebelum
digunakan, yaitu dengan cara mengalirkan arus listrik melaluinya (secara umum
dikenal dengan istilah 'disetrum'). Akan tetapi, tidak seperti elemen primer,
elemen sekunder dapat dimuati kembali berulang kali.
Elemen sekunder ini lebih dikenal dengan aki. Dalam sebuah aki
berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (bolak-balik) dengan efisiensi
yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel yaitu di dalam
aki saat dipakai berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik
(discharging). Sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi proses tenaga listrik
menjadi tenaga kimia (charging).
Jenis aki yang umum digunakan adalah accumulator timbal. Secara fisik
aki ini terdiri dari dua kumpulan pelat yang yang dimasukkan pada larutan asam
sulfat encer (H2S04). Larutan elektrolit itu ditempatkan pada wadah atau bejana
aki yang terbuat dari bahan ebonit atau gelas. Kedua belah pelat terbuat dari
timbal (Pb), dan ketika pertama kali dimuati maka akan terbentuk lapisan timbal
dioksida (Pb02) pada pelat positif.
Letak pelat positif dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak
saling menyentuh dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator
(bahan penyekat). Proses kimia yang terjadi pada aki dapat dibagi menjadi dua
bagian penting, yaitu selama digunakan dan dimuati kembali atau 'disetrum'.
17
Besar ggl yang dihasilkan satu sel aki adalah 2 Volt. Sebuah aki mobil
terdiri dari enam buah aki yang disusun secara seri, sehingga ggl totalnya adalah
12 Volt. Accu mencatu arus untuk menyalakan mesin (motor dan mobil dengan
menghidupkan dinamo stater) dan komponen listrik lain dalam mobil. Pada saat
mobil berjalan aki dimuati (diisi) kembali sebuah dinamo (disebut dinamo jalan)
yang dijalankan dari putaran mesin mobil atau motor.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini akan membahas mekanisme perancangan alat, baik perangkat
keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). Tahapan perancangan
terdiri dari desain alat, perancangan blok diagram sistem, perancangan perangkat
keras sistem, serta perancangan perangkat lunak (software).
A. Blok Diagram Sistem
Secara umum sistem pengatur lampu sein sepeda motor dengan sensor
limit switch berbasis arduino uno dapat dilihat pada blok diagram gambar 3.1 di
bawah ini:
Accu
Input Lampu
Sein Kiri
Arduino
Uno R3
Limit Switch
Input Lampu
Sein Kanan
Lampu
Sein Kiri
Relay Lampu
Sein Kiri
Relay Lampu
Sein Kanan
Lampu Sein
Kanan
Gambar 3.1 Blok Diagram
Penjelasan blok diagram:
1. Accu memberi muatan listrik kepada arduino uno dan relay.
2. Arduino uno aktif, input lampu sein kanan atau kiri memberi masukan ke
arduino uno.
18
19
3. Limit switch memberi isyarat logika high atau low kepada arduino uno saat
stang kemudi sepeda motor dari lurus lalu berbelok dan kembali lurus lagi.
4. Arduino uno mengaktifkan dan mematikan relay.
5. Relay menghidupkan dan mematikan lampu sein.
B. Perancangan Perangkat Keras
1. Arduino Uno R3
Pada perancangan sistem ini digunakan board Arduino Uno R3 sebagai
pengolah data. Di dalam board Arduino Uno R3
ini ditanamkan sebuah
ATmega 328 sebagai bagian utama dari board. ATmega 328 merupakan IC
yang mampu menangani berbagai macam operasi aritmatika dan logika
melalui port – port yang dimilikinya. Mikrokontroler ini akan memproses
program yang dimasukkan ke dalamnya. Pada Arduino penamaan kaki
mikrokontroler ATmega 328 disederhanakan menjadi penomoran sesuai
dengan masing-masing kaki ATmega 328.
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Uno
20
2. Sensor Limit Switch
Sensor limit switch berfungsi untuk mendeteksi pergerakan stang kendali
sepeda motor. Mengetahui sepeda motor setelah berbelok. Sensor limut switch
di atur sedemikian rupa dengan menggunakan plat besi sehingga pada saat
stang kemudi sepeda motor berbelok 15 derajad sensor limit switch akan
bekerja.
Untuk sensor limit switch langsung dihubungkan ke board Arduino Uno
R3, yaitu kaki A0 dan pin GND pada Arduino Uno R3.
Gambar 3.3 Skematik sensor limit switch
3. Driver Relay Untuk Lampu Sein
Rangkaian Relay digunakan sebagai saklar elektris yang akan menyalakan
lampu yang terhubung dengan sumber 220 Volt. Ketika kaki antara koil dialiri
21
listrik maka secara otomatis posisi kaki CO (Change Over) pada relay akan
berpindah dari kaki NC (Normally close) ke kaki NO (Normally Open).
Gambar 3.4 Skematik driver relay untuk lampu sein
4.
Pemasangan alat Pengatur Lampu Sein ke sepeda motor
Pada perancangan sistem ini alat Pengatur Lampu Sein dihubungkan
dengan sepeda motor.
Gambar 3.5 Rangkaian skematik lampu sein pada sepeda motor
22
Gambar 3.6 Rangkaian elektronik keseluruhan sistem
C. Perancangan Perangkat Lunak
Tanpa perangkat lunak, perangkat keras yang telah dirancang tidak dapat
bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Maka dari itu, setelah perancangan
perangkat
keras di atas dilakukan, langkah berikutnya adalah merancang
perangkat lunak sebagai langkah penerapan rancangan yang telah dibuat guna
mencapai tujuan pemrosesan data.
Untuk perancangan perangkat lunak yaitu program arduino uno
1. Flowchart
Flowchart digunakan sebagai acuan dalam pembuatan program agar dalam
pembuatannya terstruktur dengan rapih. Struktur program akan lebih mudah
dibuat dengan adanya flowchat ini. Flowchart program secara keseluruhan
dapat dilihat pada Gambar 3.7.
23
Gambar 3.7 Flowchart program sistem pengatur lampu sein sepeda motor
24
2. Program Arduino Uno R3
// library
#include <TimerOne.h>
// definisi input
#define limit_switch A2
#define switch_right A1
#define switch_left A0
// definisi output
#define signal 13
#define out_right 6
#define out_left 7
const int max_timer=5;
int timer=max_timer;
int countl=0,countr=0;
int tandal=0,tandar=0,tanda=0;
// setup fungsi yang dieksekusi 1x saat mikro pertama x on
void setup() {
// atur pin sebagai input dengan mode pullup
// pullup yaitu menghubungkan pin ke positif 5v dengan resistor supaya pin
tersebut tetap dalam keadan logika HIGH
// dalam mikrokontroller atmega328 sudah terdapat pullup internal
pinMode(limit_switch,INPUT_PULLUP);
pinMode(switch_right,INPUT_PULLUP);
pinMode(switch_left,INPUT_PULLUP);
// atur pin sebagai output
pinMode(signal,OUTPUT);
pinMode(out_right,OUTPUT);
pinMode(out_left,OUTPUT);
// inisialisasi timer 1
// mengaktifkan timer 1 interupsi
Timer1.initialize(500000); // set timer 500000 microseconds or 0.5 sec
Timer1.attachInterrupt( timer_interupsi );
}
// loop fungsi pengulangan
void loop() {
program_utama();
}
25
// fungsi timer yang akan di jalankan di interupsi
void timer_interupsi(){
if(tandar==1&&countr!=0)kanan_on();
else kanan_off();
if(tandal==1&&countl!=0)kiri_on();
else kiri_off();
timer_limit_switch();
}
void kanan_on(){
digitalWrite(out_right,HIGH);
}
void kanan_off(){
digitalWrite(out_right,LOW);
}
void kanan_kedip(){
digitalWrite( out_right, digitalRead( out_right ) ^ 1 );
}
void kiri_on(){
digitalWrite(out_left,HIGH);
}
void kiri_off(){
digitalWrite(out_left,LOW);
}
void kiri_kedip(){
digitalWrite( out_left, digitalRead( out_left ) ^ 1 );
}
void signal_on(){
digitalWrite(signal,HIGH);
}
void signal_off(){
digitalWrite(signal,LOW);
}
void signal_kedip(){
digitalWrite( signal, digitalRead( signal ) ^ 1 );
}
void program_utama(){
if(digitalRead(switch_right)==LOW){signal_on();if(countr<2)countr++;}
else countr=0;
if(countr==1)tandar=1;
if(digitalRead(switch_left)==LOW){signal_on();if(countl<2)countl++;}
else countl=0;
26
if(countl==1)tandal=1;
if(digitalRead(limit_switch)==HIGH&&(digitalRead(switch_right)==LOW||digit
alRead(switch_left)==LOW))tanda=1;
if(digitalRead(switch_right)==HIGH&&digitalRead(switch_left)==HIGH)signal_
off();
}
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini memuat hasil pengamatan dan analisa untuk mengetahui
kinerja dari rangkaian. Pada rangkaian tersebut kemudian dilakukan analisa analisa untuk mengetahui dan mendapatkan data yang dituju untuk kemudian
dibandingkan dengan penyesuaian teori-teori yang sudah didapatkan. Tujuan
utama dari pengujian ini adalah untuk membuktikan apakah sistem yang
diimplementasikan telah memenuhi spesifikasi yang telah direncanakan
sebelumnya. Hasil pengujian akan dimanfaatkan untuk menyempurnakan kinerja
sistem dan sekaligus digunakan dalam pengembangan lebih lanjut. Metode
pengujian dipilih berdasarkan fungsi operasional dan beberapa parameter yang
ingin diketahui dari sistem yang telah dibuat. Data yang diperoleh dari metode
pengujian yang dipilih tersebut dapat memberikan informasi yang cukup untuk
keperluan penyempurnaan sistem.
Dalam penelitian ini dipilih dua macam metode pengujian, yaitu pengujian
fungsional dan pengujian kinerja sistem secara keseluruhan. Pengujian fungsional
digunakan untuk membuktikan apakah sistem yang diimplementasikan telah
mampu memenuhi fungsi secara operasional dengan cara melakukan pengujian
pada tiap-tiap bagiannya. Sedangkan pengujian kinerja sistem secara keseluruhan
bertujuan untuk memperoleh beberapa parameter yang dapat menunjukkan
kemampuan dan kehandalan sistem dalam menjalankan fungsi operasionalnya.
A. Pengujian Fungsional
Metode pengujian fungsional ini dilakukan untuk menguji kinerja dari tiaptiap bagiannya untuk mendukung kinerja alat secara keseluruhan. Adapun bagianbagian yang akan diuji adalah:
1. Accu
2. Arduino
3. Sensor limit switch
27
1. Pengujian Accu
Accu merupakan bagian penting dalam sistem ini, yaitu sebagai power
supply dari alat yang telah dibuat. Pengujian ini penting agar kita mengetahui
karakteristik keluaran dari accu apakah sudah bekerja dengan baik atau belum.
Keluaran yang diinginkan sebesar 12 volt DC. Pengamatan dilakukan pada
tegangan keluaran accu.
Pengujian dilakukan pada keluaran accu menggunakan multimeter
analog. Karena skala pengukuran tegangan yang akan diukur masih di bawah 50
volt DC, maka knop pengukuran multimeter diatur pada skala 50 volt DC. Probe
positive multimeter di tempelkan pada kaki positif sedangkan probe negative
multi disambungkan dengan kaki negatif
Dari hasil pengukuran membuktikan accu dalam kondisi baik, karena
keluaran accu masih berada dalam rentang keluaran normal yaitu 11.4 volt.
2. Pengujian Arduino Uno
Pada perancangan alat ini Arduino merupakan pusat kendali dari
keseluruhan proses, maka dari itu perlu dilakukan pengujian pada arduino untuk
meminimalisir kendala pada saat pengoperasian sistem.
Pengujian Arduino dilakukan dengan cara mengedipkan led yang
terhubung langsung pada pin 13 dari Arduino. Listing program pengujian dapat
dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4. 1 Program pengujian led berkedip (Blink)
28
29
Hasil dari pengujian pin Arduino tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.2
berikut ini.
Gambar 4. 2 Hasil pengujian led berkedip (Blink)
Gambar 4.2 di atas menunjukkan kondisi led dari Arduino yang sudah
terkoneksi ke pin 13. Gambar nomor satu led masih mati kemudian detik kedua
yang ditunjukkan oleh gambar nomor dua led menyala, pada detik ketiga led mati
lagi dan detik ke empat led menyala lagi. Hal ini membuktikan bahwa Arduino
dalam kondisi baik.
3.
Pengujian Sensor Limit Switch
Sensor limit switch berfungsi sebagai pendeteksi pergerakan stang kemudi
sepeda motor. Untuk hal ini sensor limit switch memberi isyarat logika low dan
high kepada arduino uno pada saat stang kemudi sepeda motor berbelok dan
lurus kembali.
Pengujian sensor limit switch dilakukan paling akhir saat semua rangkaian
sudah jadi dan sudah di program. Sensor limit switch di hubungkan dengan
30
rangakaian yang sudah jadi. Pada saat stang kemudi sepeda motor dalam keadaan
lurus lalu berbelok dan kembali lurus lagi dalam keadaan seperti ini sensor limit
switch memberi isyarat low dan high kepada arduino. Bila alat berjalan dengan
baik maka membuktikan bahwa sensor limit switch dalam kondisi baik.
B. Pengujian Kinerja Sistem Secara Keseluruhan
Setelah pengujian setiap bagian dari sistem telah dilakukan, maka langkah
berikutnya adalah pengujian kinerja sistem secara keseluruhan. Pengujian ini
bertujuan untuk menguji apakah sistem dan program telah bekerja sesuai dengan
yang diharapkan atau tidak.
Alat pengatur lampu sein sepeda motor dengan sensor limit switch berbasis
arduino uno di pasang langsung ke sepeda motor.
Accu di sambungkan input arduino uno, limit switch di sambungkan kaki A1
arduino uno, input switch sein sepeda motor disambungkan input switch arduino
uno, output switch sein sepeda motor disambungka output switch arduino uno.
Gambar 4. 3 Hasil pengujian kinerja sistem keseluruhan
31
Gambar 4.3 di atas menuntukan kondisi sepeda motor yang sudah
terpasang alat pengendali lampu sein. gambar nomor satu menunjukan motor
dalam kondisi standby. Gambar nomor dua saat saklar lampu sein sepeda motor di
hudupkan. Gambar nomor tiga saat stang kemudi di belokkan. Gambar nomor
empat saat stang kemudi kembali lurus kembali. Gambar nomor lima
menunjukkan saat stang kemudi lurus kembali dalam waktu lima detik lampu sein
mati kembali. Hal ini membuktikan bahwa alat berjalan dengan baik.