PENGERING TANGAN BERMELODI

PENGERING TANGAN BERMELODI

Muhammad Fauzi Achdiyat¹, Putri Kartika Oktavia², Samuel Beta³

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

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

E-mail : ¹ devilozy@gmail.com , ² putri_kartik@yahoo.co.id⁴ , sambetak2@gmail.com

Intisari: Mengeringkan tangan yang basah dengan lebih cepat, diperlukan alat pengering tangan. Dalam proyek ini, pengering tangan bermelodi menggunakan program berbasis ARM CortexM0 yang mengontrol perangkat utama seperti sensor ultrasonik dan kipas DC. Sensor ultrasonik digunakan sebagai pendeteksi keberadaan tangan, kipas DC digunakan sebagai pengering. Selain itu, akan terdengar suara musik dari pengeras suara dan variasi lampu LED RGB ketika kipas bekerja mengeringkan tangan.

Kata kunci: Mikrokontroler, ARM CortexM0, Ultrasonik, Kipas DC

Abstract: In order to dry the wet hand faster, it requires a hand dryer device. In this project, melodic hand dryer uses ARM CortexM0 beased program that controls the main device such as ultrasonic sensor and DC fan. Ultrasonic sensor used for detecting hand, the DC fan uses as a dryer. Beside, user will be hear a sound of music from the speaker and the RGB will be turn on varies light as long as the DC fan works.

 Keywords: Microcontroller, ARM CortexM0, Ultrasonic, DC Fan

I.     Pendahuluan

Pengering tangan otomatis menggunakan menggunakan mikrokontroler dalam pembuatannya merupakan penggabungan dari dua buah bidang, yaitu: rangkaian perangkat keras/hardware dan program pengendali/software. Sebuah rangkaian perangkat keras tentu tidak dapat beroperasi dengan sendirinya tanpa ada sebuah program pengendali atau software yang mengatur pergerakannya. Pengering tangan otomatis pada dasarnya menggunakan sebuah sensor untuk mendeteksi keberadaan tangan, salah satu sensor yang dapat digunakan yaitu sensor ultrasonik dan motor pengering berupa kipas elektronik.

Pengering tangan bermelodi merupakan suatu alat elektronik yang berfungsi sebagai pengering tangan yang berbasis ARM NUC120. Alat ini menggunakan sensor ultrasonik dan kipas dc 12 volt. Kelebihan dari alat ini adalah selain dapat mempercepat proses pengeringan, akan terdengan suara musik dari pengeras suara dan nyala lampu LED RGB yang bervariasi selama sensor mendeteksi keberadaan benda.

II.     Tinjauan Pustaka

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat program

A.     ARM NUC120

            ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32-­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine. ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikronkontroler 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. Board ARM NUC120

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

B.     Sensor Jarak (Ultrasonik)

            Sensor ultrasonik HC-SR04 berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.

            Ketika diberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus : S = 340.t/2

  Dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

                 

                               Gambar 2. Bentuk Fisik Sensor Utrasonik HCSR04

C.     Kipas DC 12 Volt

            Dalam kipas dc terdapat suatu motor listrik. Motor listrik tersebut mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Dalam motor listrik terdapat suatu kumparan besi pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih yang berbentuk magnet U pada bagian yang diam (permanen). Ketika listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparaan besi, hal ini membuat kumparan besi menjadi sebuah magnet. Karena sifat magnet yang saling tolak-menolak pada kedua kutubnya maka gaya tolak-menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena itu baling-baling kipas dc dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Kipas DC ini memakai tegangan sebesar 12 volt. Ukuran dari kipas DC ini bermacam-macam dari yang berukuran 5 cm sampai 12 cm.

Gambar 3. Kipas DC (12 Volt)

                                                

D.     Light Emitting Diode (LED ) RGB

            Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED RGB adalah LED yang berisikan tiga warna LED yang terintegrasi menjadi satu lampu LED. LED RGB mengandung warna RED (merah), GREEN (hijau), dan BLUE (biru). Dengan tiga warna ini, kita bisa membuat berbagai macam kombinasi warna.

Spesifikasi Teknis :

·    Lensa : Bening

·    Warna yg dipancarkan : Merah / Hijau / Biru

·    Common : Katoda

·    Ukuran : 5mm

·    Tegangan : 2.5~3.0 (V) forward voltage

·    Sudut Pancaran : 25 derajat

Intensitas cahaya : 4.000 mcd (millicandela)

                        Gambar 4. Bentuk Fisik LED RGB Common Cathoda

E.      DF Player Mini

            DFPlayer mini adalah modul mp3 dengan output yang telah disederhanakan langsung ke pengeras suara (speaker). Modul ini dapat digunakan berdiri sendiri dengan baterai, speaker dan push button, atau dapat juga dikombinasikan dengan Arduino UNO atau perangkat lainnnya dengan kemampuan RX/TX.

            DFPlayer menghubungkan modul decoding yang rumit dengan sempurna, yang mendukung format audio pada umumnya seperti MP3, WAV, WMA. Selain itu, juga mendukung TF card dengan sistem file FAT16, FAT32. Melalui port serial yang sederhana, pengguna dapat memainkan musik yang dipilih tanpa perintah-perintah rumit untuk melakukannya. DF Player mini dihubungkan dengan sebuah pengeras suara 3 inci dengan konsumsi daya 1 watt.

  Gambar 5. Bentuk Fisik DF Player Mini

Gambar 6. Gambar pin DF Player Mini

F.     Speaker

Muara dari sebuah sistim audio adalah pengeras suara (speaker). Speaker mempunyai fungsi mengubah sinyal elektric menjadi mekanis sehingga dapat menimbulkan suara.  Speaker- speaker tersebut bertugas mengeluarkan suara menurut karakteristik frekuensi kerjanya masing-masing.

                                                        Gambar 7. Speaker

III.     PERANCANGAN ALAT

A.     Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

Masukan:

1)     Sensor Ultrasonik

2)      Kipas DC 12V

3)      Speaker

Luaran:

3)      LED RGB

B.     Blok Diagram

Blok diagram pemroses ARM NUC120RDBN menggunakan masukan sensor ultrasonik dengan luaran kipas DC, LED RGB, dan speaker  dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

 

                                 Gambar 8. Blok Diagram Komponen Utama

C.     Perangkat Lunak

Urutan kerja alat Pengering Tangan Bemelodi dapat dilihat melalui diagram alir berikut ini:

                                                 Gambar 9. Diagram Alir

D. Schematic dan Diagram pengawatan

Gambar 10. Skematik Rangkaian

Gambar 11. Diagram Pengawatan Luar dan Dalam

E. PROGRAM DAN LAMPIRAN:

Program Pengering Tangan Bermelodi dan beberapa lampiran dapat diunduh melalui tautan di bawah ini:

PROGRAM DAN PUSTAKA | JURNAL | POWER POINT

IV.     Pengujian Alat

A.     Pengujian Alat

Pengujian alat Pengering Tangan Bermelodi telah berhasil dilakukan, pengujian ini bertujuan untuk mengecek masukan sensor ultrasonik yang hasilnya digunakan untuk keluaran pada kipas DC, LED RGB, dan speaker bisa bekerja sesuai fungsinya.

V.     KESIMPULAN

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

1.    ARM NUC120 dapat memudahkan kita dalam kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi sebagai mikrokontroler yang canggih.

2.    Pengering Tangan Bermelodi ini dapat memudahkan pengguna untuk mengeringkan tangan atau benda lainnya

3.    Sembari menunggu tangan kering, pengguna juga diperdengarkan alunan musik dari pengeras suara yang ada

                                                       REFERENSI

[1]  repository.usu.ac.id

[2]  http://www.elangsakti.com/2015/05/sensor-ultrasonik.html

[3]  http://www.belajarduino.com/2016/07/dfplayer-mini-serial-mp3-player-module.html

[4]  http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.co.id/2016/02/kontrol-kipas-dcberbasis-mikrokontroler.htm

Nama penulis Muhammad Fauzi Achdiyat. Penulis dilahirkan di kota Kudus 31 Agustus 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK ABA 1 Purwosari Kudus, MI Muhammadiyah Kudus, SMP N 2 Kudus, dan STM Pembangunan. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan STM. 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 3.32.14.2.12. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email: devilozy@gmail.com

Nama penulis Putri Kartika Oktavia. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 17 Oktober 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di RA Al-Hikmah Semarang, SDN Gayamsari 02-05 Semarang, SMPN 2 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. 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. 3.32.14.2.15. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: putri_kartik@yahoo.co.id

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com