Pengendali Kipas Angin Berdasarkan Suhu Ruang Menggunakan Sandi

Pengendali Kipas Angin Berdasarkan Suhu Ruang

Menggunakan Sandi

Alfiana Dyah Kurniawati¹, Giat Pambudi², Mukhammad Mustafidurrahman³, Ririn⁴, Samuel BETA⁵.

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang 

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
 Email: ¹alfianadyahkurniawati@gmail.com,²giatpambudi69@gmail.com,
³mustafidurrahman7694@gmail.com,⁴ririn.sukarna@yahoo.co.id,⁵sambetak2@gmail.com.

Intisari – Pengatur kecepatan kipas angin berdasarkan suhu ruang menggunakan sandi adalah sebuah sistem yang digunakan sebagai pengatur kipas angin dalam suatu ruangan. Modul ini menggunakan Keypad sebagai masukkan password dengan Kipas AC sebagai keluaran yang akan diatur kecepatannya. Modul ini dilengkapi dengan sebuah LCD sebagai keluaran yang akan menampilkan karakter password yang dimasukkan. Jumlah karakter password pada alat ini dibuat sebanyak 4 karakter, dengan tampilan pada LCD berupa karakter (*) yang bertujuan supaya keamanan sistem lebih terjamin dan Lampu Bohlam sebagai keluaran yang digunakan sebagai indikator apabila sudah ada password yang telah dimasukkan. Data yang diterima oleh mikrokontroler dari Keypad akan digunakan untuk mengontrol keluaran berupa Kipas AC dan Lampu Bohlam.

Kata Kunci : Arduino, Keypad Matriks, LCD, Kipas AC, Lampu Bohlam.

Abstract - officers speed a fan based on room temperature use password is a a system used as officers a fan in a room .This module use keypad as enter the password by a fan ac as the exodus that are to be set the speed .This module furnished with a lcd as outputs which will featuring the character of the passwords that included .Number of chars password on a this made as much as 4 character , by the look of on lcd of characters ( * ) which aims to the security system be more secured and light bulbs as the exodus used as an indicator when it has is password which has been included .Data received by mikrokontroler of keypad will be used to control output of a fan air conditioning and light bulbs.

Keyword : Arduino, Keypad Matrix, LCD, AC Fan, Lamp Bulb.

I.     Pendahuluan

Pada saat ini suhu pada ruangan semakin panas karena adanya global warming. Oleh karena itu kita memerlukan kipas angina dengan kecepatan tinggi untuk menanggulangi suhu yang tinggi. Akan tetapi jika kecepatan angin konstan pada suhu yang berbeda maka tidaklah efisien dan tidak efektif. Namun lama kelamaan seiring kemajuan teknologi muncul ide-ide untuk membuat sistem pengatur kecepatan rpm kipas sesuai suhu pada ruangan yang canggih, efisien.

Sistem pengatur kecepatan rpm kipas sesuai suhu pada ruangan ini sangat berguna apabila digunakan pada sebuah ruangan yang memiliki suhu berubah-ubah. Sistem pengatur kecepatan rpm kipas sesuai suhu pada ruangan ini memanfaatkan Keypad Matriks sebagai masukkan password yang dapat mengaktifkan system pada alat pengatur kecepatan kipas. Sehingga suhu pada ruangan akan stabil. Apabila kita memasukan password yang benar, maka system alat pengatur kecepatan rpm pada kipas angina akan bekerja. Apabila kita salah memasukkan password, maka system alat tidak akan bekerja dan lampu bohlam akan tetap menyala.

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.    Arduino Uno
Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino Uno mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM, 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset). Arduino Uno memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Gambar Arduino Uno

Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 KΩ. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi spesial:
•    Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
•    External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.
•    PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsianalogWrite().
•    SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini menghubungkan komunikasi SPI menggunakan SPI library.
•    LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.

Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi spesial:
•    TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library.
•    AREF. Referensi tegangan untuk input analog digunakan dengan analogReference().
Reset. Membawa saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara khusus digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi yang memblok sesuatu pada board.

B.    Keypad Matriks 4x4
Keypad matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara matriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input mikrokontroller. Keypad matriks 4x4 ini menggunakan 8 pin untuk menampilkan 16 karakter. Hal tersebut dimungkinkan karena rangkaian tombol disusun secara horizontal dan vertikal, yang membentuk baris dan kolom.

Gambar Keypad 4x4

Bagian keypad  ini  digunakan sebagai input yang kemudian akan diproses oleh Arduino Uno, sehingga hasilnya kemudian akan ditampilkan pada LCD. Keypad yang digunakan adalah Keypad Matriks 4x4 yang dimanfaatkan untuk memasukan kode password ke mikrokontroler.

C.    LCD 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD merupakan lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan  tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
Pada aplikasi ini, LCD yang digunakan memiliki jumlah karakter 16x2. LCD ini berfungsi sebagai penampil yang akan digunakan untuk menampilkan karakter password yang diproses oleh mikrokontroller Arduino Uno.

Gambar Tampilan LCD 16x2

D.    Kipas AC 220 Volt
Motor arus bolak-balik (motor AC) adalah suatu mesin yang berfungsi  mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran dari pada rotor. Motor listrik arus bolak-balik dapat dibedakan atas beberapa jenis. Pada motor AC, arus dilewatkan melaui kumparan, dan akan menghasilkan torsi pada kumparan, dimana motor hanya dapat bekerja pada frekuensi gelombang sinus.

Gambar Kipas AC 220 Volt

Dalam motor AC umumnya medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnet didukung oleh tegangan AC sama dengan kumparan motor. Kumparan yang menghasilkan medan magnet disebut sebagai "stator", sedangkan kumparan dan inti padat yang berputar disebut "dinamo". Dalam motor AC medan magnet sinusoidal bervariasi, seperti arus dalam kumparan bervariasi.

E.    Lampu Bohlam
Lampu bohlam atau dikenal dengan lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filament tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.

Gambar Lampu Bohlam

Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya seperti lampu pendar dan diode cahaya. Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk tegangan kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt.  Pada pembuatan Proyek Arduino ini, lampu bohlam yang digunakan memiliki tegangan kerja 220VAC yang diperoleh dari sumber listrik PLN.

F.    Modul Relay
Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak sakelar.
Relay yang digunakan memiliki 2 Channel Relay  yaitu modul 2 buah relay dalam 1 board, modul relay SPDT (Single Pole Double Throw) yang memiliki ketahanan yang baik terhadap arus dan tegangan yang besar. Dengan arus sink 15 mA bisa langsung dari pin mikrokontroler, dengan   Rangkaian proteksi (isolasi, arus kickback) sebagai pengaman , LED indikator untuk menandakan channel yang aktif, Interface standard TTL logic langsung dikendalikan mikrokontroler (Arduino , 8051, AVR, PIC, DSP, ARM, ARM, MSP430, TTL logic).

Gambar Modul Relay

III.    PERANCANGAN ALAT
A.    Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun sistem yang digunakan yaitu :
1.    Keypad Matriks 4x4
2.    LCD 16x2
3.    Kipas AC 220 Volt
4.    Lampu Bohlam
5.    Mikrokontroller
6.    Driver Optotriac
7.    Catu Daya
B.    Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Blok diagram hubungan komponen utama pada alat ini adalah Arduino Uno terhubung dengan masukan Keypad dengan  keluaran berupa LCD, Kipas, dan Lampu Bohlam seperti yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar Blok Diagram Komponen Utama

C.    Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras ini Mikrokontroller Arduino Uno mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, Keypad Matriks mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, sedangkan Kipas dan Lampu Bohlam mendapatkan supply tegangan 220 Volt AC. Karena Kipas dan Lampu Bohlam dikontrol oleh tegangan DC, maka digunakanlah Rangkaian Optotriac sebagai driver untuk mengontrol Kipas dan Lampu Bohlam.

Gambar Rangkaian sistem secara keseluruhan

Gambar Pengawatan Dalam

Gambar Pengawatan Luar

D.    Perangkat Lunak
Diagram alir pada program aplikasi Sistem Pengaman Ruangan Menggunakan Password ini adalah sebagai berikut:

Gambar Diagram Alir

IV.    PENGUJIAN ALAT

Pengujian alat ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul lampu ini dapat bekerja atau tidak. Pada perancangan alat “Sistem Pengaman Ruangan Menggunakan Password’’ ini pada kondisi awal LCD akan menampilkan tulisan ‘’Mode Terkunci! Tulis Pasword” pada baris 1 sebagai tanda bahwa diperlukan adanya password yang harus dimasukkan.

Gambar Tampilan Hardware

Gambar Tampilan Awal LCD

Kemudian perlu menekan keypad sebagai masukkan password, password pada perangkat ini dibuat sebanyak 6 digit dengan karakter “123456”.

Gambar Tampilan LCD saat ada masukan pasword

Setelah password dimasukkan harus menekan tombol (*) sebagai tombol enter. Apabila password yang dimasukkan benar maka kipas akan menyala selama 5 detik dan lampu akan padam, serta LCD akan menampilkan tulisan “Pasword is Good”.

Gambar Tampilan LCD saat Pasword benar

Gambar Tampilan LCD saat Pasword salah

Gambar Tampilan LCD saat akan mengubah pasword

Gambar Tampilan LCD saat memasukkan pasword baru

Gambar Tampilan Suhu Ruang

Gambar Tombol A untuk mengeset batas atas suhu

Gambar Tombol B untuk mengeset batas bawah suhu

Gambar Tombol C untuk menaikkan settingan suhu

Gambar Tombol D untuk menurunkan settingan suhu

Gambar Tombol # ditekan bila selesai menyetting suhu

V.    KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.    Program sistem pengaman ruangan menggunakan password ini sangat berguna apabila digunakan pada sebuah ruangan yang membutuhkan tingkat keamanan yang tinggi.
2.    Penggunaan alat listrik dalam ruangan akan terkontrol, apabila tidak ada orang maka tidak ada peralatan yang menyala. Sehingga lebih efektif dan efisien dalam penghematan energi.
3.    Apabila password yang dimasukkan kedalam sistem benar, maka akan memberikan supply listrik ke peralatan yang ada di dalam ruangan sehingga peralatan listrik yang diinginkan dapat menyala.
4.    Apabila password yang dimasukkan kedalam sistem salah, maka lampu akan menyala sebagai indikator bahwa password yang dimasukkan salah.
5.    Untuk mereset apabila terjadi kesalah dalam memasukkan password, maka perlu menekan tombol (#) yang difungsikan sebagai tombol reset dalam sistem pengaman ruangan ini.

REFERENSI
[1]    http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno 
diakses pada tanggal 07 Januari 2016.
[2]    http://id.wikipedia.org/wiki/TRIAC 
diakses pada tanggal 07 Januari 2016.
[3]    [http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Components/General/SparkfunCOM-08653-Datasheet. 
diakses pada tanggal 08 Januari 2016.

Nama penulis Alfiana Dyah Kurniawati. Penulis dilahirkan di kota Pati, 31 Januari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Kebonsawahan 01, SMP N 1 Juwana, dan SMA N 1 Juwana. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. 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 3.32.14.0.04. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email
alfianadyahkurniawati@gmail.com

Nama penulis Ririn. Penulis dilahirkan di kota Cirebon, 01 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Silih Asuh 2 Cirebon, SMP N 2 Cirebon, dan SMK Wahidin Cirebon. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. 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 3.32.14.0.21. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini,bisa menghubungi penulis melalui email ririn.sukarna@yahoo.co.id

Nama penulis Giat Pambudi.  Penulis dilahirkan di kota Kebumen, 25 Agustus 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 1 Pecarikan, SMP Negeri 2 Prembun, dan SMA Negeri 10 Purworejo. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada Tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru D3 dengan Jalur UM dan diterima menjadi mahasiwa dikampus Politeknik Negeri Semarang (POLINES) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.0.09. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email giatpambudi69@gmail.com

Nama penulis Mukhammad Mustafidurrahman. Penulis dilahirkan di kota Batang, 7 Juni 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Proyonanggan 5, SMP Salafiyah Pekalongan, dan SMK N 1 Kedungwuni Kab.Pekalongan. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. 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 3.32.14.0.16. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email mustafidurrahman7694@gmail.com

DOWNLOAD GAMBAR PENGAWATAN DALAM
DOWNLOAD GAMBAR PENGAWATAN LUAR
DOWNLOAD GAMBAR SKEMATIK RANGKAIAN
DOWNLOAD JURNAL WORD
DOWNLOAD JURNAL PDF
DOWNLOAD POWER POINT