MODELING PEMINDAH BARANG FERROMAGNETIK SECARA OTOMATIS DENGAN KEYPAD MENGGUNAKAN ARDUINO MEGA 2560

MODELING PEMINDAH BARANG FERROMAGNETIK SECARA OTOMATIS DENGAN KEYPAD MENGGUNAKAN ARDUINO MEGA 2560

Bagus Huda Pranata1, Fajar Eka Putra2, Nur Fajri Al Faridi Hadi3, Rio Surya Wicaksana4,Samuel BETA5

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : 1  hpbagus234@gmail.com , 2  fajarekaputra49@gmail.com

3  fajrii@email.com , 4 riosurya33@gmail.com , 5  sambetak2@gmail.com

Intisari  -  Untuk  mempermudah  untuk  memindahkan barang ferromagnetik secara otomatis,  maka dalam  proyek  ini  dibuatlah  proyek  Arduino menggunakan masukan berupa keypad 4X4 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

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 ferromagnetik dengan ukuran yang besar dan berat. Sistem otomatis dalam alat tersebut berdasarkan sumbu koordinat (x,y). Hal ini sebagai wujud perkembangan sistem manual yang sebelumnya. Aktuator yang digunakan adalah motor stepper dengan akurasi putaran dalam bentuk derajat putar (degree). Sehingga kita dapat menetukan jarak yang ditempuh berdasarkan derajat putar motor stepper. Jadi, terdapat dua motor stepper untuk gerakan horizontal (sumbu x) dan gerakan vertikal (sumbu y).

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 berda sarkan prinsip pantulan gelombang suara dan dapat digu nakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya serta dapat mendeteksi jarak benda tersebut

dari dirinya.   Sensor ultrasonik pada umumnya terdiri da ri dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Untuk mengukur jarak menggunakan sesor ultrasonik, proses sensoring yang dilakukan pada sensor menggunakan met ode pantulan antara sensor dengan objek yang dituju.

                                        

                       

Gambar 1. Prinsip kerja sensor ultrasonic

B.  Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroller yang berbasis Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, power jack DC, ICSP header, dan tombol reset. Board ini sudah sangat lengkap, sudah memiliki segala sesuatu yang dibuthkan untuk sebuah mikrokontroller. Dengan penggunaan yang cukup sederhana, anda tinggal menghubungkan power dari USB ke PC anda atau melalui adaptor AC/DC ke jack DC

 

                                   Gambar 2. Arduino Mega 2560     

 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. LCD 16 x 2

Pada Alat pemindah barang ferromagnetik yang dibuat, LCD digunakan untuk menampilkan masukan password dan tempat yang dituju.

D.  Keypad 4X4

Tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol.

                                       Gambar 4. Konfigurasi keypad 4X4

E. Motor Stepper

Motor stepper mengubah pulsa-pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan-gerakan diskrit rotor yang disebut langkah (steps). Nilai rating dari suatu motor stepper diberikan dalam langkah per putaran (steps per revolution). Motor stepper umumnya mempunyai kecepatan dan [torsi] yang rendah.

Motor stepper bekerja berdasarkan pulsa-pulsa yang diberikan pada lilitan fasenya dalam urut-urutan yang tepat. Selain itu, pulsa-pulsa itu harus juga menyediakan arus yang cukup besar pada lilitan fase tersebut. Karena itu untuk pengoperasian motor stepper pertama-tama harus mendesain suatu sequencer logic untuk menentukan urutan pencatuan lilitan fase motor dan kemudian menggunkan suatu penggerak (driver) untuk menyediakan arus yang dibutuhkan oleh lilitan fase.

Gambar 5. Motor Stepper

F. LED RGB

LED RGB merupakan LED yang mampu       menghasilkan warna-warna dari hasil kombinasi warna Red (merah), Green (hijau), dan Blue ( biru). Yang mana warna keluaran warna dari led ini dapat kita atur dengan memberikan nilai input pada masing-masing kaki-kaki led untuk warna R-G-B. Adapun pada pembahasan kali ini akan Kita gunakan “LED –RGB Clear Common Cathode”. 

LED ini memiliki 4 pin yang terdiri 3 pin untuk mengontrol warna R-G-B dan 1 pin sebagai common cathode, sehingga k atoda dari masing-masing kaki R-G-B dibuat menjadi satu pada kaki ini.

Gambar 6. Modul RGB

G. ULN2003

Rangkaian driver motor stepper merupakan rangkaian “open collector”, dimana output rangkaian ini terhubung dengan ground untuk mencatu lilitan-lilitan motor stepper. Arus keluaran mikrokontroler tidak dapat menggerakkan motor stepper. Maka diperlukan driver untuk mencatu kebutuhan arus motor stepper. Dengan menggunakan chip IC ULN2003 sebagai stepper motor driver. ULN2003 adalah sebuah IC yang berupa darlington array sebanyak 7 buah. Berikut ini adalah gambar IC ULN 2003. ULN2003 mempunyai arus keluaran sampai 500 mA. Pada saat ketujuh driver tersebut ON, IC ini dapat mencatu daya sampai 230 W (350 mA x 95 V). ULN2003 mempunyai resistor input serial yang dapat dipilih untuk operasi TTL atau CMOS 5 V.

Gambar 7. Konfigurasi ULN2003

 III.  PERANCANGAN ALAT

 A.  Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1.   HCSR-04

2.   Arduino Mega 2560

3.   LCD 16x2

4.   Keypad 4X4

5.   Motor Stepper

6.  LED RGB

7.  ULN2003

B. Blok Diagram

      

Gambar 8. Blok Diagram

C.  Diagram Alir

Untuk   diagram   alir,   program   aplikasi   Arduino menggunakan  masukan keypad ,  HCSR-04, dan keluaran motor stepper, RGB, LCD 16x2.

  

Gambar 9. Diagram Alir

D. Cara Kerja Alat

Ketika sistem diaktifkan, sensor jarak HCSR-04 akan otomatis membaca jarak untuk memastikan agar tidak ada yang terlalu dekat dengan alat ini. Ketika ada benda yang dekat dengan alat maka RGB akan menyala merah, dan apabila sudah pada jarak aman maka RGB akan berwarna hijau. Kemudian LCD akan menampilkan perintah masukan paswword. Kemudian masukan Password jika password salah maka akan kembali muncul perintah masukan password pada LCD. Jika Password sudah benar maka alat ini siap dioperasikan.

      Alat ini dibuat dengan sistem kerja yaitu  saat salah satu tombol pada keypad ditekan, maka Motor langkah (Stepper) A dan B akan menggerakan objek utama (MAGNET) ke posisi nomor yang telah tercetak pada papan sesuai dengan tombol nomor yang ditekan. Setelah objek sampai pada tujuan, barang diletakan sesuai tujuan yang dipilih. LED berfungsi sebagai indikator bahwa barang sedang diletakan. Dan setelah barang selesai diletakkan, motor menggerakan objek untuk kembali ke posisi awal.

IV.  PENGUJIAN ALAT

A.  Pengujian Load Cell dan HCSR-04

Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  nilai tegangan  input  yang  kemudian  dijadikan  sebagai  bit

B. LANGKAH - LANGKAH MERANGKAI ALAT

   1.  DOWNLOAD PROGRAM PADA LAMPIRAN
   2.  DOWNLOAD GAMBAR RANGKAIAN PADA LAMPIRAN
   3. RANGKAI RANGKAIAN SEPERTI GAMBAR YANG TERTERA
   4. UPLOAD PROGRAM ARDUINO PADA ARDUINO MEGA 2560
   5. JALANKAN ALAT SEPERTI CARA KERJA

V. KESIMPULAN

 Apabila salah satu nomor keypad ditekan, maka Motor A dan B akan menggerakan objek ke lokasi pada papan sesuai dengan nomor yang ditekan. Led berfungsi sebagai indikator bahwa peletakan barang sedang berlangsung. Setelah meletakan barang sesuai tujuan, Motor A dan B akan menggerakan objek kembali ke posisi awal.

[1]    Kadir, Abdul. 2012. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan

[2]    Pemrogamannya menggunakan Arduino.Yogyakarta: Penerbit Andi.

[3]    Banzi Massimo. 2011. Getting Started with Arduino.

Sebastopol: O’Reilly Media, Inc.

BIODATA

Nama penulis: Bagus Huda Pranata. Penulis dilahirkan  di  Semarang, 04 November 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Tegalsari Semarang, SMPN 14 Semarang, dan SMAN 11 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. 3.32.14.0.05. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai  penelitian  ini,  bisa  menghubungi  melalui email:  hpbagus234@gmail.com.

Nama penulis: Fajar Eka Putra. Penulis dilahirkan di Semarang, 03 Mei 1994. Penulis telah menempuh     pendidikan formal di SDN Sendang Mulyo 05 Semarang, SMPN 9 Semarang,  dan SMKN 7 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. 3.32.14.0.07. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: fajarekaputra49@gmail.com.

Nama penulis: Nur Fajri Al Faridi Hadi. Penulis dilahirkan di Semarang, 02 Desember 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Islam Nasima Semarang, SMP N 2 Semarang, dan SMAN 1 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. 3.32.14.0.17. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini,

bisa menghubungi melalui No 082242123670 email: fajrii@email.com.

Nama penulis: Rio Surya Wicaksana. Penulis dilahirkan di Boyolali, 06 November 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 07 Boyolali, SMPN 2 Boyolali, dan SMAN 1 Boyolali. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi Mahasiswa baru diploma (D3) dan  diterima menjadi mahasiswabaru diploma (D3) di kampus  Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro.Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.0.20. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: riosurya33@gmail.com

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LAMPIRAN


Download pengawatan CDR       (disini)
Download pengawatan JPEG      (disini)
Download program                      (disini)
Download file ppt                        (disini)
Download jurnal                          (disini)
Download Jurnal PDF                 (disini)