PENGONTROL SUMBU X,Y MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID

¹Dwi Astuti Wahyu Utami, ²Mukhammad Mustafidurrahman, dan ⁵Samuel Beta

Program Studi Teknik Elektronika, Politenknik Negeri Semarang

dwiastuti161997@gmail.com, mustafidurrahman7694@gmail.com

Intisari—Untuk meletakkan 2 palang (2 buah akrilik) pada 1 titik yang sama dengan menggunakan smartphone android sebagai pengirim perintah. Aplikasi Android digunakan untuk mengirimkan hasil pengolahan pengenalan karakter ke ARM Nuvoton 120. Data tersebut dikirimkan melalui Bluetooth pada android dan diterima oleh modul Bluetooth HC 05. Aplikasi yang terdapat di smartphone android terdapat empat buah tombol yaitu atas, bawah, kanan, dan kiri motor akan bergerak sesuai perintah. Satu motor untuk menggerakkan akrilik kekanan dan kekiri dan motor lain untuk menggerakkan motor keatas dan kebawah sehingga akan menggerakkan akrilik sesuai tobol yang ditekan. Sumbu dapat berhenti sesuai titik yang diinginkan dan sebagai pembatas didunakan limit switch motor akan berhenti ketika akrilik menekan limit switch tersebut.

Kata kunci: ARM Nuvoton 120, limit switch, smartphone android, motor DC, palang.

Abstract— To put the two bars (2 pieces acrylic) at one point using the same android smartphone as the sender of the command. Android application used to transmit the results of character recognition processing to ARM Nuvoton 120. The data is transmitted via Bluetooth on android and received by the Bluetooth module HC 05. Applications are available in the android smartphone there are four buttons ie up, down, right and left motor will move as instructed. One motor to drive the acrylic right and left and another motor to drive the motor up and down so that it will move the corresponding acrylic Tobol presses. Acrylic can stop within the desired point and as a barrier didunakan limit switches the motor will stop when the acrylic pressing the limit switch.
Keywords: ARM Nuvoton 120, limit switch, android smartphone, DC motors, lintels.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi di dunia industri, banyak produk/alat industri yang dioperasikan secara otomatis dengan program (PLC, mikrokontroller dan mikroprosesor). Sebagai contoh adalah alat pemindah barang otomatis dengan kontrol smartphone android. Sistem otomatis dalam alat tersebut berdasarkan sumbu koordinat (x,y). Hal ini

sebagai wujud perkembangan sistem manual yang sebelumnya. Aktuator yang digunakan adalah motor DC yang dihubungkan dengan pully dengan menggunakan bellt pada belt terpasang akrilik dan pada sisi yang lain terdapat penyangga. Terdapat pula limit switch pada keempat sisi sebagai saklar pembatas, motor akan berhenti ketika akrilik menekan limit switch tersebut. Untuk menggerakkan dua buah akrilik digunakan dua buah motor DC.

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Motor DC yang digunakan adalah motor DC dengan tegangan sebesar 6 volt. dua motor DC untuk gerakan horizontal (sumbu x) dan gerakan vertikal (sumbu y). Digunakan pula ARM NUC120 sebagai pengolah data.

DT-ARM NUC120 Board merupakan sebuah modul mikrokontroler 32-bit berbasis ARM Cortex-M0. DT-ARM NUC120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader. NUC120 mampu beroperasi dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. sebelum masuk ke motor maka diperlukan driver motor, driver motor yang digunakan adalah L298N.

driver IC L298N dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L298N sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L298N terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sebagai penerima digunakan modul Bluetooth HC-05.

Modul bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda-beda. Untuk jarak pancaran dari bluetooth HC-05 tergantung dari situasi ruangan, untuk outdoor atau di area terbuka mampu mencapai jarak 8 meter.

Smartphone android digunakan sebagai pengirim karakter sehingga kita dapat menetukan titk berhentinya akrilik sesuai dengan titik yang diinginkan. Aplikasi untuk dunia industry adalah untuk memindahkan barang secara otommatis dengan menggunakan smartphone android sebagai pengontrol, maka dari itu terciptalah sebuah alat “PENGONTROL SUMBU X,Y MENGGUNAKAN ANDROID”

1.2 Perumusan Masalah

Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu:

1. Bagaimana cara memprogram Bluetooth HC-05?

2. Bagaimana cara mengontrol motor dengan inputan empat tombol pada aplikasi smartphone android?

3. Bagaimana cara membuat motor DC dapat berhenti saat menekan limit switch?

1.3 Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini adalah sebagai berikut:

1. Ketika tombol sebelah kanan ditekan maka motor dan palang akan bergerak ke kanan

2. Ketika tombol sebelah kiri ditekan maka motor dan palang akan bergerak ke kiri

3. Ketika tombol sebelah atas ditekan maka motor dan palang akan bergerak ke atas

4. Ketika tombol sebelah bawah ditekan maka motor dan palang akan bergerak ke bawah

5. Motor tidak akan bergerak ketika dua tombol ditekan

6. Motor akan berhenti ketika menyentuh limit switch

1.4 Tujuan

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah:

1. Dapat menggunakan dan mengaplikasikan limit switch dan motor DC

2. Dapat menggunakan dan memprogram ARM NUC 120

3. Dapat mengaplikasikan driver ke motor DC

4. Mengaplikasikan komponen elektronika seperti resistor, motor DC, limit switch

5. Dapa mengaplikasikan R pull up pada mekanik

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ARM NUC120

ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikrokontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0. ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan divais programmer terpisah. NUC120 dapat beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.

Gambar 1 ARM NUC 120

Spesifikasi :

Berbasis NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4 Kbyte Data Flash.
Memiliki kemampuan IAP (In Applicaton Programming) dan ISP (In System Programming) melalui bootloader software pada LDROM.
Tersedia jalur SWD (Serial Wire Debug) yang dapat digunakan untuk debugging serta programming.
Dapat diprogram langsung melalui jalur USB.
Mendukung Peripheral DMA mode.
Memiliki 8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.
Memiliki 4 buah timer 32 bit.
Memiliki fungsi Watchdog dan RTC.
Dilengkapi dengan 4 buah hardware PWM dengan resolusi 16 bit.
Memiliki masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I²C.
Memiliki 1 channel I²C.
Tersedia antarmuka USB dan UART RS-485.
Terdapat sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C dengan resolusi 1°C. Sensor ini memiliki gain -1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu 0°C.
Memiliki hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down resistor, repeater mode, input inverter, dan open-drain mode.
Terdapat 22 MHz internal osilator.
Frekuensi osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.
Frekuensi osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi RTC dan Low Power Mode.
Tersedia rangkaian reset manual.
Bekerja pada tegangan 3,3 – 5,5 V.
Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA
Tersedia pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via regulator), catu daya eksternal 3,3 – 5,5 VDC (tanpa melalui regulator), atau menggunakan sumber catu daya dari jalur USB.

2.2 Motor DC

adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional

Gambar 2 Motor DC

Spesifikasi:
•    24mm Vibration Motor
•    1,5~6volts (nominal 3v)
•    22 mA operating current
•    2,830 rpm operating speed
•    24.3 mm diameter
•    12.4 mm length
•    160 mm leads

2.3 Modul Bluetooth HC-05

DT-ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler 32 bit NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan Nbootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

Gambar 3 Modul Bluetooth HC-05

Menggunakan CSR buletooth populer chip bluetooth standar V2.0 Protocol.
- Serial port 3.3V tegangan
- Baud rate ditetapkan pada 9600, kustomisasi dimungkinkan.
- Saat operasi, pasangkan di 30mA, selanjutnya adalah 8 MA selama komunikasi
- Tidak ada mode sleep
- Banyak digunakan untuk komunikasi data nirkabel seperti GPS, pengumpulan data remote, perangkat PDA
- Juga dapat dipasangkan dengan laptop, adaptor bluetooth laptop, perangkat PDA
- Pengaturan default adalah slave mode, komunikasi hanya tersedia antara master dan slave mode.

2.4 Driver Motor L298N
Modul driver L298N, menggunakan chip ST L298N yang dapat secara langsung mengontrol dua motor DC 3-30V, dan menyediakan antarmuka keluaran 5 V, kita dapat mengontrol dengan mudah kecepatan dan Arah pergerakan Motor DC, kita juga dapat mengontrol 2-phasa motor stepper.

Gambar 4 Driver Motor L298N

produk parameter :

Drive Chip: L298N dual H-bridge driver chip
Terminal bagian pengontrol dengan sumber pasokan VMS: +5V~+35V
Bagian Driver dengan Arus maksimal Io: 2A/Bridge
Bagian Logika dengan terminal Power Suplay berkisar Vss: 4,5-5,5 V
Bagian Logika dengan arus boperasional berkisar: 0~26mA
Kontrol Tegangan sinyal input berkisar: 4,5-5,5 V low 0V high
Konsumsi power Maksimum: 20W
Temperatur penyimpanan: -25 ~ +130
Ukuran Papan Drive: 55mm*60mm*30mm
Berat papan drive: 33g
Fitur lain: kontrol arah indikator, indikator daya, deteksi arus, dst

2.5 Limit Switch

Limit switch adalah suatu alat yang berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik pada suatu rangkaian, berdasarkan struktur mekanik dari limit switch itu sendiri. Limit switch memiliki tiga buah terminal, yaitu: central terminal, normally close (NC) terminal, dan normally open (NO) terminal. Sesuai dengan namanya, limit switch digunakan untuk membatasi kerja dari suatu alat yang sedang beroperasi. Terminal NC, NO, dan central dapat digunakan untuk memutuskan aliran listrik pada suatu rangkaian atau sebaliknya.

Gambar 5 Limit Switch

3. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian yang digunakan pada Tugas Proyek ARM adalah sebagai berikut :
1.Studi Pustaka : Merumuskan teori secara analisis dengan mempelajari buku – buku yang diperoleh dari catatan kuliah, buku – buku perpustakaan dan mempelajari media internet yang berhubungan rangkaian.
2. Studi Laboratorium : Melakukan penelitian dan pengujian pada beberapa komponen elektronika berdasarkan data spesifikasi. Selanjutnya melakukan pengambilan data pada alat tersebut dan membandingkan dengan hasil teoritis.
3 Metode Diskusi : Mengajukan beberapa pertanyaan kepada dosen pengajar serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Elektro.

4. PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan “PENGONTROL SUMBU X, Y MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID”. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan lunak (software), dan perangkat keras (hardware).
Spesifikasi alat ditetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan yaitu sebagai berikut :
1. Perangkat masukan dari alat ini adalah empat buah tombol dari perangkat android dan limit switch.

2. Perangkat keluaran dari alat ini berupa motor DC yang akan bergerak maju, mundur, kanan, kiri sesuai dengan masukan yang dierima.

3. Motor akan berhenti ketika menekan limit switch.

4. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arm NUC 120.

4.1 Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun sistem yang digunakan yaitu :
•    Smartphone Android
•    Bluetooth
•    ARM NUC 120
•    Motor DC
•    Limit Switch

• Driver motor
4.2 Perancangan diagram Blok
Blok diagram hubungan komponen utama pada alat ini adalah ARM NUC 120 terhubung dengan masukan Bluetooth dan limit switch dengan keluaran berupa Motor DC seperti yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 6 Diagram Blok

1. Masukan berasal dari smartphone android (maju, mundur, kanan, kiri)

2. Menggunakan modul Bluetooth HC-05 untuk komunikasi dengan smartphone android.

3. Mikrokontroler yang digunakan adalah ARM NUC120 yang berfungsi untuk mengolah data dari modul Bluetooth HC-05 dan limit switch dengan output berupa motor DC.

4. Output pada sistem ini adalah dua buah motor DC yang menggerakkan akrilik.

4.3 Prinsip Kerja Alat

Alat ini dibuat dengan sistem kerja yaitu Alat dikontrol menggunakan smartphone android ketika tombol pada android ditekan maju sumbu berjalan ke atas ketika sumbu menekan limit switch motor mati. Begitu juga mundur, kanan dan kiri.

4.4 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras ini Mikrokontroller ARM NUC 120 mendapatkan supply tegangan 5 Volt DC, Motor DC, limit switch dan bluetooth HC-05 mendapatkan supply tegangan 5 Volt.

Gambar 7 Diagram Pengawatan

Berikut adalah gambar kotak rangkaian

Gambar 8 tampak depan

Gambar 9 papan sumbu X, Y

4.5 Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini berfungsi untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik. Perangkat lunak yang dirancang dengan menggunakan program Arm NUC 120. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program. Untuk memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir pada program pengontrol sumbu X, Y dengan smartphone android:

Gambar 10 Diagram Alir

4.6 Cara Pengoperasian

1. Hubungkan kabel power pada tegangan 220 Vac

2. Download aplikasi android kontrol di link

3. Setelah mendownload buka aplikasi tersebut di smartphone anda

4. Nyalakan bluetooth dengan menekan tombol "ON BT" pada aplikasi android

5. Pilih bluetooth "ROBOT" pada pilhan bluetooth

6. Jalankan sumbu X,Y dengan menekan tombol arah yang anda inginkan

5. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Motor berfungsi untuk mengerakkan palang,satu motor untuk menggerakkan satu palang

2. Limit switch berfungsi untuk memberhentikan motor ketika limit switch tersebut ditekan oleh palang..

3. Smartphone android berfungsi untuk memberikan perintah terhadap gerakan motor.

4. Modul Bluetooth HC-05 berfungsi untuk berkomunikasi dengan Bluetooth pada smartphone.

References
[1]     https://gurukatrondeso.blogspot.co.id/2014/11/menentukan-letak-titik-koordinat-pada.html
[2]     http://repository.petra.ac.id/3796
[3]     http://yujum.com/rangkaian-dan-skematik-driver-motor-l298n/
[4] https://www.youtube.com/watch?v=YbIwITeex5s

BIODATA PENULIS

Nama penulis Dwi Astuti Wahyu Utami. Penulis dilahirkan di Boyolali 16 Januari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Dharmawanita, SD NEGERI 1 SAMBI, SMP NEGERI 1 SAMBI dan SMA N 1 Simo. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasisw 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 3.32.14.0.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 08979777094 atau melalui via email dwiastuti161997@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

LAMPIRAN
DOWNLOAD JURNAL ARM DOC
DOWNLOAD LAPORAN ARM DOC
DOWNLOAD POWER POINT
DOWNLOAD PROGRAM
DOWNLOAD GAMBAR PENGAWATAN
DOWNLOAD GAMBAR RANGKAIAN
DOWNLOAD GAMBAR DIAGRAM ALIR
DOWNLOAD GAMBAR DIAGRAM ALIR 2
DOWNLOAD APK
DOWNLOAD VIDEO YOUTUBE

Belajar Mikrokontroler 2016

Laman

CARI SESUATU ?

Kamis, 02 Februari 2017

PENGONTROL SUMBU X,Y MENGGUNAKAN ANDROID

I. PENDAHULUAN

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Kami Tunggu Kritik dan Saran Anda