ALAT UKUR BERAT DAN TINGGI BENDA SECARA WIRELESS BERBASIS ARDUINO

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

E-mail : ¹ gustavidwicahyo@gmail.com , ² nurcahyoabdi.9c.15@gmail.com

³ pamungkassunu@gmail.com , ⁴ yosameganerilla@gmail.com , ⁵ sambetak2@gmail.com

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.

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
----------------------------------------------------------------------------------------