ALAT UKUR BERAT
DAN TINGGI BENDA SECARA WIRELESS BERBASIS ARDUINO
Gustavi Dwi Cahyo1, Hanif Nurcahyo Abdi2, Sunu Aji Pamungkas3, Yosa Mega Nerilla4, Samuel BETA5
Prodi Teknik
Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik
Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang,
Semarang, 50275
Intisari
- Untuk mempermudah untuk merekap data hasil pengukuran berat dan tinggi benda
secara wireless tanpa mengabaikan unsur praktis dan estetis, maka dalam proyek
ini dibuatlah proyek Arduino menggunakan masukan sensor berat dan sensor tinggi
yang kemudian datanya dikirim menggunakan modul Radio Frekuensi dengan luaran
Liquid Crystal Display (LCD). Sensor untuk mengukur berat benda yang digunakan
adalah loadcell. Loadcell ini mampu mengukur berat benda dengan batas maksimum
5 kg. Dan sensor tinggi menggunakan HCSR-04 yang mampu membaca jarak hingga 400
centimeter. Hasil dari pembacaan sensor dikonversi ke data tipe string untuk
dikirim melalui modul Radio Frekuensi. Kemudian data yang dikirim oleh
Transmitter dan diterima oleh Receiver akan ditampilkan oleh Liquid Crystal
Display (LCD) berupa hasil pengukuran.
Kata kunci: loadcell,
HSCR-04, Arduino, dan LCD, Radio frekuensi.
Abstract
- To make it easier to recap the data presented weight and height of objects
wirelessly without ignoring the practical elements and aesthetic, then in this
project was made project Arduino using the input weight sensor and a high
sensor then the data is sent using the module Radio Frequency with outputs
Liquid Crystal Display ( LCD). Sensors to measure the weight of the object used
is loadcell. Loadcell is able to measure the weight of objects with a maximum
limit of 5 kg. And high sensor using HCSR-04 is capable of reading up to 400
centimeters. The results of sensor readings converted to a string type of data
to be sent via Radio Frequency module. Then the data sent by the transmitter
and received by the Receiver will be displayed by a Liquid Crystal Display
(LCD) in the form of measurement results.
Keywords: loadcell, HSCR-04, Arduino, and LCD, radio
frequency.
I. Pendahuluan
Alat ukur berat dan tinggi benda adalah salah satu alat
ukur yang masih banyak digunakan oleh masyarakat. Hasil pengukuran alat yang
digunakan hanya dapat dilihat secara langsung ditempat pengukuran. Sedangkan
dalam suatu kasus, tempat berlangsungnya pengukuran dan perekapan data terletak
secara terpisah sehingga jika harus menggunakan kabel yang panjang akan
mengakibatkan adanya pengeluaran tambahan, kurang praktis untuk dipindahkan
serta kurang enak dipandang mata. Oleh karena itu dibuatlah suatu alat pengukur berat dan tinggi
benda secara
wireless. Pembuatan
alat tersebut bertujuan untuk mempermudah perekapan data hasil pengukuran tanpa
mengabaikan unsur praktis dan estetis.
II. Tinjauan Pustaka
Untuk mengetahui berbagai
komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka
sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan Arduino.
A.
Sensor Ultrasonik HCSR-04
Ultrasonik merupakan sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya serta dapat mendeteksi jarak benda tersebut dari dirinya. Sensor ultrasonik pada umumnya terdiri dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Untuk mengukur jarak menggunakan sesor ultrasonik, proses sensoring yang dilakukan pada sensor menggunakan metode pantulan antara sensor dengan objek yang dituju.
Gambar 1. Prinsip kerja sensor ultrasonic
B.
Modul HX711
HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja
mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan
mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Modul
melakukan komunikasi dengan computer atau
mikrokontroller melalui TTL232.
Kelebihan
Struktur
yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable,
memiliki sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.
Gambar 2. Modul ADC
C.
LCD
(Liquid Crystal Display)
LCD
(Liquid Crystal Display)
adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil
utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik
seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi
LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD
sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk
menampilkan status kerja alat.
Adapun
fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
a.Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b.Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c.Terdapat karakter generator terprogram.
d.Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
e.Dilengkapi dengan back light.
a.Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b.Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c.Terdapat karakter generator terprogram.
d.Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
e.Dilengkapi dengan back light.
Gambar 3. Bentuk Fisik LCD 16 x 2
Pada Alat ukur tinggi dan berat benda yang dibuat, LCD digunakan untuk
menampilkan hasil benda yang telah kita timbang.
D.
Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan
mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan
breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328
(untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x).
Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove,
tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis
Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino
Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.
Gambar 4. Arduino Nano
E.
Modul RF 433
MHz
Modul ini terdiri dari transmitter dan receiver,
difungsikan sebagai remote control, koneksi wireless dengan frekuensi
433Mhz. Modul inni memiliki spesifikasi
sebagai berikut:
Transmitter :
Working voltage: 3V - 12V
fo max. power use 12V
Working current: max
Less than 40mA max , and min 9mA
Resonance mode: (SAW)
Modulation mode: ASK
Working frequency: Eve 315MHz Or
433MHz
Transmission power: 25mW (315MHz at 12V)
Frequency error: +150kHz (max)
Velocity : less
than 10Kbps
modul ini dapat digunakan sejauh 90 m untuk ruangan
terbuka .
Receiver :
Working voltage: 5.0VDC +0.5V
Working current:≤5.5mA max
Working method: OOK/ASK
Working frequency: 315MHz-433.92MHz
Bandwidth: 2MHz
Sensitivity: excel –100dBm (50Ω)
Transmitting velocity: <9.6Kbps (at 315MHz and -95dBm)
Penggunaan antena akan meningkatkan efektifitas komunikasi
nirkabel.
Gambar 5. Modul RF 433 MHz
III. PERANCANGAN ALAT
A.
Perangkat
Keras dan Rangkaian
Elektronika
Adapun sistem yang digunakan yaitu :
1.
Load
Cell
2.
HCSR-04
3.
Arduino Nano
4.
Modul RF 433 MHz
5.
LCD
16x2
B.
Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Blok diagram alat ukur tinggi benda ini menggunakan
masukan loadsell
serta luarannya ditampilkan pada LCD. Berikut ini adalah blok diagram Alat Ukur Berat Benda Secara Wireless Berbasis
Arduino :
Gambar 6. Blok
Diagram Komponen Utama
C.
Perangkat
Lunak
Untuk diagram alir, program
aplikasi Arduino menggunakan
masukan Load Cell, HCSR-04, Push button,
pengiriman data dengan modul RF 433 MHz dan keluaran LCD 16x2.
Gambar 7. Diagram
Alir Transmitter
Gambar 8. Diagram
Alir Receiver
D.
Cara Kerja
Ketika
sistem diaktifkan, Sensor loadcell akan otomatis melakukan kalibrasi. Ketika
benda diletakkan pada alat ukur, loadcell akan mengukur nilai berat benda
tersebut. Kemudian ketika pushbutton ditekan, maka giliran HCSR-04 yang
mengukur tinggi benda. Output dari sensor akan diproses oleh arduino dan
dikirimkan melalui transmitter RF 433 MHz menuju receiver RF 433 MHz untuk
selanjutnya data diolah arduino penerima dan ditampilkan pada LCD. Data yang
ditampilkan adalah bergantian antara pengukuran berat dan Tinggi tergantung
penekanan pushbutton.
IV. Pengujian Alat
A.
Pengujian Load Cell dan HCSR-04
Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai tegangan input yang
kemudian dijadikan sebagai bit masukan pada arduino kemudian ke Transmitter
untuk pengiriman data ke receiver.
V. KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan
terhadap data yang telah didapat pada proyek
ini, maka didapatkan
kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.
Alat di atas berfungsi untuk mengukur berat dan tinggi
suatu benda yang dilakukan secara otomatis apabila benda tersebut diletakkan di
atas Load Cell, dan hasilnya ditampilkan pada sebuah tampilan LCD dalam jarak
jauh menggunakan Radio Frekuensi agar lebih mempermudah perekapan data.
2.
Pada alat di atas Load Cell digunakan sebagai pengukur
berat suatu benda dengan berat maksimum adalah 5 kg dan HCSR-04 digunakan
sebagai pengukur tinggi benda.
3.
Modul Radio Frekuensi mampu menjangkau jarak maksimal
adalah 90 m menurut datasheet yang tertera.
REFERENSI
[1] Felayati, Ali Akbar, dkk. 2015. Alat
ukur Berat benda berbasis Arduino. Proyek Arduino Politeknik Negeri Semarang
tahun 2015.
[2] Kadir, Abdul. 2012. Panduan
Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
[3] Pemrogamannya menggunakan Arduino.Yogyakarta:
Penerbit Andi.
[4] Banzi Massimo. 2011. Getting
Started with Arduino. Sebastopol: O’Reilly Media, Inc.
BIODATA
Nama penulis: Gustavi Dwi Cahyo. Penulis dilahirkan di Semarang, 22 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal
di SDN Srondol Wetan
3, SMPN 12 Semarang, dan SMK Pelita Nusantara 2 Semarang. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.06. Apabila ada kritik,
saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: gustavidwicahyo@gmail.com.
Nama penulis: Hanif Nurcahyo Abdi. Penulis dilahirkan di Demak, 27 Juni 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Mranak 1, SMPN 2 Demak, dan SMAN 1 Demak. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.07. Apabila ada kritik,
saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: nurcahyoabdi.9c.15@gmail.com.
Nama
penulis: Sunu Aji Pamungkas. Penulis dilahirkan di Gobogan, 28 Juli 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1 Mangunsari, SMPN 1 Tegowanu, dan SMAN 1 Gubug. Pada
tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima
menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang
(Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.
Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.1.18.
Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa
menghubungi melalui email: pamungkassunu@gmail.com.
Nama penulis: Yosa Mega
Nerilla. Penulis
dilahirkan di Semarang, 21 Juli 1996. Penulis
telah menempuh pendidikan formal di SDN Bulusan 01-02, SMPN 2 Semarang, dan SMAN 9 Semarang. Pada tahun 2014 penulis mengikuti
seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma
(D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3
Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.
3.32.14.1.19. Apabila ada kritik, saran dan
pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: yosameganerilla@gmail.com.
----------------------------------------------------------------------------------------
Lampiran :
1. Gambar Pengawatan Transmitter => Klik di sini
2. Gambar Pengawatan Receiver => Klik di sini
3. Download File Laporan.DOCx => Klik di sini
4. Download Jurnal.PDF => Klik di sini
5. Download File.PPTx => Klik di sini
6. Download Program Transmitter.ino => Klik di sini atau Lihat Program.pdf : di sini
7. Download Program Receiver.ino => Klik di sini atau Lihat Program .pdf : di sini
8. Gambar Rangkaian.jpg => Klik di sini
9. Pustaka Program => Klik di sini
----------------------------------------------------------------------------------------
