MODUL 1: DIP SWITCH DAN DOT MATRIX

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan

Percobaan

• a. Prosedur
• b. Handware
• c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
• d. Flowchart dan Listing Program
• e. Video Simulasi
• f. Download File

SAFETY LABORATORY

1. Pendahuluan [Kembali]

Proteus SAFETY LABORATORY adalah sebuah rangkaian simulasi yang digunakan untuk mempelajari sistem keselamatan. Rangkaian ini terdiri dari berbagai komponen keselamatan, seperti sensor, relay, dan alarm.

Rangkaian Proteus SAFETY LABORATORY dapat digunakan untuk mempelajari berbagai konsep keselamatan, seperti:

Deteksi bahaya: Rangkaian ini dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai bahaya, seperti kebakaran, kebocoran, dan intrusi.

Penanganan bahaya: Rangkaian ini dapat digunakan untuk menangani berbagai bahaya, seperti pemadaman listrik, evakuasi, dan pembakaran.

Komunikasi bahaya: Rangkaian ini dapat digunakan untuk berkomunikasi tentang bahaya, seperti peringatan dan pelaporan

2. Tujuan [Kembali]

1. Untuk menyelesaikan tugas mikrokontroler yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
2. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pada modul 1.
3. Menjelaskan prinsip kerja Sensor Flame, vibration, dan pir

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

a. Power Supply

b. Baterai

Spesifikasi dan Pinout Baterai

• Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
• Output voltage: dc 1~35v
• Max. Input current: dc 14a
• Charging current: 0.1~10a
• Discharging current: 0.1~1.0a
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

c. Voltmeter DC

Bahan

a. Resistor

Spesifikasi :

• 
  

b. Arduino Uno R3

Spesifikasi:

c. Jumper

d. LED

Spesifikasi: 

• Superior weather resistance
• 5mm Round Standard Directivity
• UV Resistant Eproxy
• Forward Current (IF): 30mA
• Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
• Reverse Voltage: 5V
• Operating Temperature: -30℃ to +85℃
• Storage Temperature: -40℃ to +100℃
• Luminous Intensity: 20mcd

e. Motor DC

f. Dip Switch

g. Buzzer

Spesifikasi: 

1. Tegangan kerja: 4v-8v DC (optimal 5v)
2. Arus max: 30mA / 5vDC
3. Kekuatan suara max: 85dB / 10cm
4. Frek resonansi: 2500 +/- 300hz
5. Suhu kerja: -20 ~ +70 C
6. Warna: hitam
7. Diameter: 1cm

h. MAX7219

Spesifikasi: 

i. Transistor NPN BC547

Spesifikasi: 

• Transistor Type : NPN
• Voltage – Collector Emitter Breakdown (Max) : 45 V
• Current- Collector (Ic) (Max) : 100mA
• Power – Max : 625 mW
• DC Current Gain (hFE) (Min) @ Ic, Vce : 110 @ 2mA, 5V
• Vce Saturation (Max) @ Ib Ic : 300mV, @ 5mA, 100mA
• Frequency – Transition : 300MHz
• Current- Collector Cutoff (Max) : -
• Mounting Type : Through Hole
• Package / Case : TO-226-3, TO-92-3 (TO-226AA) Formed Leads
• Packaging : Tape & Box (TB
• Lead Free Status : Lead Free
• RoHs Status : RoHs Compliant

j. Relay

Spesifikasi:

• Trigger Voltage (Voltage across coil) : 12V DC
• Trigger Current (Nominal current) : 70mA
• Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
• Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
• Compact 5-pin configuration with plastic moulding
• Operating time: 10msec Release time: 5msec
• Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

k. Sensor PIR

Spesifikasi: 

l. Vibration sensor

Spesifikasi:

m. Flame sensor

Spesifikasi: 

n. Ground

Ground Berfungsi sebagai untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian

o. Potensiometer

Spesifikasi :

• Type: Rotary a.k.a Radio POT
• Available in different resistance values like 500Ω, 1K, 2K, 5K, 10K, 22K, 47K, 50K, 100K, 220K, 470K, 500K, 1 M. 
• Power Rating: 0.3W
• Maximum Input Voltage: 200Vdc
• Rotational Life: 2000K cycles

4. Dasar Teori [Kembali]

a. Arduino Uno 

Arduino merupakan sebuah perangkat elektronik yang bersifat open source dan sering digunakan untuk merancang dan membuat perangkat elektronik serta software yang mudah untuk digunakan. Arduino ini dirancang sedemikian rupa untuk mempermudah penggunaan perangkat elektronik di berbagai bidang.

Arduino ini memiliki beberapa komponen penting di dalamnya, seperti pin, mikrokontroler, dan konektor yang nanti akan dibahas lebih dalam selanjutnya. Selain itu, Arduino juga sudah menggunakan bahasa pemrograman Arduino Language yang sedikit mirip dengan bahasa pemrograman C++. 

Bagian-bagian arduino uno:

1. Power USB

Digunakan untuk menghubungkan PapanArduino dengan komputer lewat koneksi USB

2. Power jack

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

3. Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.  Jumlah cetak    menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

4. Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

5. Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

6. Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

7. LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

Bagian-Bagian Pendukung

1. RAM

RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).

2. ROM

ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM. 

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifatopen-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware arduino memiliki prosesor Atmel AVR dan software arduino memiliki bahasa pemrograman C.Memori yang dimiliki oleh Arduino Uno sebagai berikut : Flash Memory sebesar 32KB, SRAM sebesar 2KB, dan EEPROM sebesar 1KB. Clock pada board Uno menggunakan XTAL dengan frekuensi 16 Mhz. Dari segi daya, Arduino Uno membutuhkan tegangan aktif kisaran 5 volt, sehingga Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB. Arduino Uno memiliki 28 kaki yang sering digunakan. Untuk Digital I/O terdiri dari 14 kaki, kaki 0 sampai kaki 13, dengan 6 kaki mampu memberikan output PWM (kaki 3,5,6,9,10,dan 11). Masing-masing dari 14 kaki digital di Uno beroperasi dengan tegangan maksimum 5 volt dan dapat memberikan atau menerima maksimum 40mA. Untuk Analog Input terdiri dari 6 kaki, yaitu kaki A0 sampai kaki A5. Kaki pin merupakan tempat input tegangan kepada Uno saat menggunakan sumber daya eksternal selain USB dan adaptor.

ATMega328 merupakan bagian mikrokontroler yang ada pada arduino R3 keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

b. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :

c. Power Supply

Vcc berfungsi untuk memberikan tegangan kepada input, dimana disini diberikan kepada switch.

d. Dip Switch

Gambar Dip Switch

Gambar Rangkaian interpretasi Dip Switch

    

DIP switch adalah singkatan dari "Dual In-line Package switch." Ini adalah komponen elektronik yang digunakan untuk mengatur konfigurasi atau pengaturan pada perangkat elektronik, seperti papan sirkuit cetak (PCB) atau perangkat lainnya. DIP switch biasanya digunakan untuk mengatur parameter tertentu dalam perangkat elektronik, seperti alamat memori, pengaturan mode operasi, atau pilihan lain yang dapat dikonfigurasi.

Berikut ini adalah beberapa informasi tambahan tentang DIP switch:

Bentuk Fisik: DIP switch biasanya terlihat seperti baris kecil sakelar kecil yang tertanam dalam paket berbentuk DIP, dengan dua baris pin yang bisa dimasukkan ke dalam lubang-lubang di PCB atau papan sirkuit cetak.

Konfigurasi: DIP switch terdiri dari sejumlah sakelar kecil yang dapat dinyalakan atau dimatikan secara individual. Setiap sakelar mewakili satu bit informasi, sehingga konfigurasi DIP switch dapat mencakup berbagai pengaturan bit yang berbeda, seperti 8-bit, 4-bit, atau lainnya, tergantung pada jumlah sakelar dalam komponen tersebut.

Penggunaan Umum: DIP switch digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk di dalam perangkat keras komputer, perangkat elektronik konsumen, peralatan industri, dan banyak lagi. Misalnya, di komputer lama, DIP switch dapat digunakan untuk mengatur alamat I/O, IRQ (Request Interrupt), atau konfigurasi lainnya. Dalam perangkat konsumen modern, penggunaan DIP switch mungkin tidak seumum dulu karena banyak perangkat sekarang menggunakan metode konfigurasi perangkat lunak.

Keuntungan: Keuntungan penggunaan DIP switch adalah kemudahan pengaturan dan ketahanan terhadap perubahan konfigurasi yang tidak disengaja. Pengguna dapat dengan mudah mengatur switch sesuai dengan kebutuhan tanpa perlu pengetahuan khusus atau perangkat lunak khusus. Selain itu, konfigurasi DIP switch tidak hilang atau berubah ketika perangkat dimatikan atau listrik terputus.

e. Jumper

Kabel jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan memungkinkanmu untuk menghubungkan dua komponen yang melibatkan Arduino tanpa memerlukan solder. Intinya kegunaan kabel jumper ini adalah sebagai konduktor listrik untuk menyambungkan rangkaian listrik. Biasanya kabel jamper digunakan pada breadboard atau alat prototyping lainnya agar lebih mudah untuk mengutak-atik rangkaian.

Jenis jenis kabel jumper yang paling umum adalah sebagai berikut:

• Kabel Jumper Male to Male

Jenis yang pertama adalah kabel jumper male male. Kabel jumper male to male adalah adalah jenis yang sangat yang sangat cocok untuk kamu yang mau membuat rangkaian elektronik di breadboard.

• Kabel Jumper Male to Female

Kabel jumper male female memiliki ujung konektor yang berbeda pada tiap ujungnya, yaitu male dan female.


Biasanya kabel ini digunakan untuk menghubungkan komponen elektronika selain arduino  ke breadboard

• Kabel Jumper Female to Female

Jenis kabel jumper yang terakhir adalah kabel female to female. Kabel ini sangat cocok untuk menghubungkan antar komponen yang memiliki  header male

f. Motor DC

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. Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran  arus diletakkan dalam medan magnet,  maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

 

 

Gambar Rumus Kecepatan Putar Motor DC

 Simbol Motor DC

 

 

Gambar  Simbol Motor DC

Motor DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar lilitanya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan.

 

Prinsip Kerja Motor DC

 

Gambar Prinsip Kerja Motor DC

Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet serba sama dengan kedudukan  sisi  aktif  AD  dan  CB  yang  terletak  tepat  lurus  arah fluks magnet. Sedangkan sisi AB dan DC ditahan pada bagian tengahnya, sehingga apabila sisi AD dan CB berputar karena adanya gaya lorentz, maka kumparan ABCD akan berputar. 

Hasil perkalian gaya dengan jarak pada suatu titik tertentu disebut momen, sisi aktif AD dan CB akan berputar pada porosnya karena pengaruh momen putar (T). Setiap sisi kumparan aktif AD dan CB pada gambar diatas akan mengalami momen putar sebesar :

 

T = F.r

 Dimana :

T = momen putar (Nm) F = gaya tolak (newton)

r = jarak sisi kumparan pada sumbu putar (meter)

Pada daerah dibawah kutub-kutub magnet besarnya momen putar tetap karena besarnya gaya lorentz. Hal ini berarti bahwa kedudukan garis netral sisi sisi kumparan akan berhenti berputar. Supaya motor dapat berputar terus dengan baik, maka perlu ditambah jumlah kumparan yang digunakan. Kumparan- kumparan harus diletakkan sedemikian rupa sehingga momen putar yang dialami setiap sisi kumparan akan saling membantu dan menghasilkan putaran yang baik. Dengan pertimbangan teknis, maka kumparan-kumparan yang berputar tersebut dililitkan pada suatu alat yang disebut jangkar, sehingga lilitan kumparan itupun disebut lilitan jangkar. Struktur Motor DC dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar Struktur Motor DC

g. LED

LED merupakan singkatan dari Light Emitting Diode, merupakan salah satu perangkat semikonduktor yang mengeluarkan cahaya ketika arus listrik melewatinya, dan digunakan sebagai indikator keluaran (output). 

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

• Infra merah : 1,6 V.
• Merah : 1,8 V – 2,1 V.
• Oranye : 2,2 V.
• Kuning : 2,4 V.
• Hijau : 2,6 V.
• Biru : 3,0 V – 3,5 V.
• Putih : 3,0 – 3,6 V.
• Ultraviolet : 3,5 V.

h. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

i. Transistor BC547

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

dimana, iC = perubahan arus kolektor 

iB = perubahan arus basis 

h_FE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

 Pemberian bias 

        Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu: 

 1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.

2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

                    

j.  Sensor PIR

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia

Diagram sensor PIR:

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.

Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

Grafik Respon Pir terhadap suhu

Grafik sensor pir terhadap jarak, kecepatan,arah objek

k. Sensor Vibration

Pinout:

Vibration sensor adalah perangkat yang dapat mengukur jumlah dan frekuensi getaran yang terdapat pada sebuah sistem, mesin dan beberapa perangkat tertentu. Pengukuran tersebut bisa digunakan untuk melakukan pendeteksian pada masalah lain yang terdapat pada sebuah aset dan melakukan prediksi pada kerusakan yang akan terjadi di masa mendatang.

Grafik respon:

l. Sensor Flame

Salah satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api atau yang biasa disebut dengan Flame Detector yang mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang berisiko menyebabkan bencana kebakaran. Namun, saat memilih Flame Detector, pengguna diharuskan telah benar-benar paham atas prinsip dari alat detektor tersebut dan meninjaunya demi mendapatkan Flame Detector yang sesuai dengan aktivitas di dalam lokasi dan tingkat kebutuhannya, serta bagaimana konsekuensi risiko yang mungkin terjadi.

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.

Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

5. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur[Kembali]

1. Download library yang diperlukan pada bagian download dalam blog.     
2. Buka proteus yang sudah diinstal untuk membuat rangkaian.
3. Tambahkan komponen seperti Arduino, sensor, dan perangkat lainnya lalu susun menjadi rangkaian.
4. Buka Arduino IDE yang sudah diinstal.
5. Di Arduino IDE, pergi ke menu "File" > "Preferences".Pastikan opsi
6. "Show verbose during compile" dicentang untuk mendapatkan informasi detail saat kompilasi.
7. Salin kode program Arduino pada blog kemudian tempelkan program tadi ke Arduino IDE.
8. Kompilasikan kode dengan menekan tombol "Verify" di Arduino IDE.
9. Cari dan salin path file HEX yang dihasilkan selama proses kompilasi.
10. Kembali ke Proteus dan pilih Arduino yang telah Anda tambahkan di rangkaian.
11. Buka opsi "Program File" dan tempelkan path HEX yang telah Anda salin dari Arduino IDE.
12. Jalankan simulasi di Proteus.

b. Handware[Kembali]

c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali] 

Prinsip Kerja:

Penjelasan lebih detail tentang prinsip kerja sistem keamanan laboratorium seperti yang Anda sebutkan adalah sebagai berikut:

1. Sensor PIR mendeteksi keberadaan orang dalam laboratorium

Sensor PIR (Passive Infrared) adalah sensor yang mendeteksi perubahan intensitas radiasi infra merah. Radiasi infra merah adalah radiasi yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia, tetapi dapat dideteksi oleh sensor PIR.

Ketika ada orang masuk ke dalam laboratorium, sensor PIR akan mendeteksi perubahan intensitas radiasi infra merah. Perubahan intensitas radiasi infra merah ini disebabkan oleh panas tubuh orang tersebut.

Jika sensor PIR mendeteksi adanya orang di dalam laboratorium, maka output dari sensor akan menyalakan LCD. LCD akan menyala untuk menunjukkan bahwa laboratorium sedang digunakan.

2. Sensor api mendeteksi api dalam laboratorium

Sensor api adalah sensor yang mendeteksi adanya api. Sensor api dapat mendeteksi adanya api dengan menggunakan berbagai metode, seperti:

• Deteksi panas: Sensor api ini mendeteksi adanya kenaikan suhu yang disebabkan oleh api.
• Deteksi asap: Sensor api ini mendeteksi adanya asap yang disebabkan oleh api.
• Deteksi nyala api: Sensor api ini mendeteksi adanya nyala api secara langsung.

Jika sensor api mendeteksi adanya api dalam laboratorium, maka output dari sensor akan menggerakkan motor untuk menghidupkan sprinkler. Sprinkler adalah alat yang berfungsi untuk menyemprotkan air untuk memadamkan api.

3. Sensor getaran mendeteksi gempa di laboratorium

Sensor getaran adalah sensor yang mendeteksi adanya getaran. Sensor getaran dapat mendeteksi adanya getaran dengan menggunakan berbagai metode, seperti:

• Deteksi getaran langsung: Sensor getaran ini mendeteksi adanya getaran secara langsung.
• Deteksi tekanan: Sensor getaran ini mendeteksi adanya tekanan yang disebabkan oleh getaran.

Jika sensor getaran mendeteksi adanya gempa di laboratorium, maka output dari sensor akan membunyikan alarm. Alarm berfungsi untuk memperingatkan orang-orang di dalam laboratorium tentang adanya bahaya.

4. Pengguna DIP switch untuk menghidupkan kipas dalam laboratorium

DIP switch (Dual In-Line Package switch) adalah switch yang memiliki beberapa posisi. DIP switch dapat digunakan untuk mengontrol berbagai perangkat, seperti menghidupkan atau mematikan kipas.

Jika pengguna DIP switch dihidupkan, maka kipas akan menyala. Kipas berfungsi untuk menjaga suhu di dalam laboratorium agar tetap stabil.

Secara keseluruhan, prinsip kerja sistem keamanan laboratorium seperti yang Anda sebutkan adalah sebagai berikut:

• Sensor mendeteksi adanya bahaya.
• Pengendali memproses sinyal dari sensor.
• Jika bahaya terdeteksi, aktor akan melakukan tindakan yang diperlukan.

Dalam kasus ini, sensor PIR, sensor api, dan sensor getaran berfungsi sebagai sensor. Pengendali adalah perangkat yang memproses sinyal dari sensor. Aktor adalah LCD, sprinkler, alarm, dan kipas.

Sistem keamanan laboratorium ini dapat membantu melindungi keselamatan manusia dan peralatan di laboratorium. Sistem ini bekerja dengan mendeteksi adanya bahaya dan mengambil tindakan yang diperlukan untuk mengatasi bahaya tersebut.

c. Flowchart dan Listing Program[Kembali]

• Flowchart

• Listing Program 

#include <MaxMatrix.h>

int DIN = 10;

int CLK = 8;

int CS = 9;

int maxInUse = 1;

int ss1 = 2;

int ss2 = 3;

int ss3 = 4;

int out1 = 5;

int out2 = 6;

int out3 = 7;

int DIP1 = A0;

int DIP2 = A1;

int DIP3 = A2;

int LED1 = 12;

MaxMatrix m(DIN, CS, CLK, maxInUse);

char A[] = {8, 8, B00111000, B01000100, B01000100, B01000100, B01111100, B01000100, B01000100, B01000100};

char B[] = {8, 8, B01111000, B01000100, B01000100, B01111000, B01000100, B01000100, B01111000, B00000000};

char C[] = {8, 8, B00111000, B01000100, B01000000, B01000000, B01000000, B01000000, B01000100, B00111000};

char D[] = {8, 8, B00001000, B00011000, B00101000, B00001000, B00001000, B00001000, B00001000, B00001000};

char E[] = {8, 8, B00000000, B01111100, B00000100, B01111100, B01000000, B01111100, B01111100, B00000000};

char F[] = {8, 8, B00000000, B01111100, B00000100, B01111100, B00000100, B00000100, B01111100, B00000000};

void setup() {

  pinMode(ss1, INPUT);

  pinMode(ss2, INPUT);

  pinMode(ss3, INPUT);

  pinMode(out1, OUTPUT);

  pinMode(out2, OUTPUT);

  pinMode(out3, OUTPUT);

  pinMode(DIP1, INPUT);

  pinMode(DIP2, INPUT);

  pinMode(DIP3, INPUT);

  pinMode(LED1, OUTPUT);

  m.init();

  m.setIntensity(5);

  Serial.begin(9600);

}

void loop() {

  int s1 = digitalRead(ss1);

  int s2 = digitalRead(ss2);

  int s3 = digitalRead(ss3);

  int p1 = digitalRead(DIP1);

  int p2 = digitalRead(DIP2);

  int p3 = digitalRead(DIP3);

  Serial.print("s1: ");

  Serial.print(s1);

  Serial.print(" | s2: ");

  Serial.print(s2);

  Serial.print(" | s3: ");

  Serial.print(s3);

  Serial.print(" | p1: ");

  Serial.print(p1);

  Serial.print(" | p2: ");

  

 if (p2 == HIGH && p3 == LOW) 

 { if (s1 == HIGH && s2 == LOW && s3 == LOW) {

    digitalWrite(out1, HIGH);

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, A);

    delay(1000);

  } else if (s1 == HIGH && s2 == HIGH && s3 == LOW) {

    digitalWrite(out2, HIGH);

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, B);

    delay(100);

  } else if ( s3 == HIGH) {

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, C);

    digitalWrite(out3, HIGH);

    delay(100);

  } else {

    m.clear();

    digitalWrite(out1, LOW);

    digitalWrite(out2, LOW);

    digitalWrite(out3, LOW);

  }

 }

  else { 

    if (s1 == HIGH && s2 == LOW && s3 == LOW) {

    digitalWrite(out1, HIGH);

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, D);

    delay(100);

  } else if (s1 == HIGH && s2 == HIGH && s3 == LOW) {

    digitalWrite(out2, HIGH);

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, E);

    delay(100);

  } else if ( s3 == HIGH) {

    m.clear();

    m.writeSprite(0, 0, F);

    digitalWrite(out3, HIGH);

    delay(100);

  } else {

    m.clear();

    digitalWrite(out1, LOW);

    digitalWrite(out2, LOW);

    digitalWrite(out3, LOW);

  }

 }

  digitalWrite(LED1, p1);

 

}

Berikut adalah penjelasan untuk setiap baris dalam kodingan yang diberikan:

1. 1. Header dan Deklarasi Variabel:

   • #include <MaxMatrix.h>: Memasukkan pustaka MaxMatrix untuk mengendalikan layar matriks LED.
   • int DIN = 10; CLK = 8; CS = 9; maxInUse = 1;: Mendeklarasikan variabel untuk pin yang terhubung ke layar matriks LED (DIN, CLK, CS) dan menyatakan bahwa satu matriks sedang digunakan.
   • int ss1 = 2; ss2 = 3; ss3 = 4;: Mendeklarasikan variabel untuk pin yang terhubung ke sakelar ss1, ss2, dan ss3.
   • int out1 = 5; out2 = 6; out3 = 7;: Mendeklarasikan variabel untuk pin output out1, out2, dan out3.
   • int DIP1 = A0; DIP2 = A1; DIP3 = A2;: Mendeklarasikan variabel untuk pin yang terhubung ke sakelar DIP DIP1, DIP2, dan DIP3.
   • int LED1 = 12;: Mendeklarasikan variabel untuk pin yang terhubung ke LED1.
   • MaxMatrix m(DIN, CS, CLK, maxInUse);: Membuat objek MaxMatrix untuk mengendalikan layar matriks.
   • char A[] = {...}; ... char F[] = {...};: Mendeklarasikan array yang berisi data bitmap untuk karakter A hingga F, yang akan ditampilkan di layar matriks.

   2. Fungsi Setup:

   • pinMode(ss1, INPUT); ... pinMode(LED1, OUTPUT);: Mengatur pin sebagai input atau output berdasarkan penggunaannya.
   • m.init();: Menginisialisasi layar matriks LED.
   • m.setIntensity(5);: Mengatur kecerahan layar ke tingkat sedang (5).
   • Serial.begin(9600);: Menginisialisasi komunikasi serial untuk debugging.

   3. Fungsi Loop:

   • int s1 = digitalRead(ss1); ... int p3 = digitalRead(DIP3);: Membaca status sakelar dan sakelar DIP.
   • Serial.print("s1: "); ... Serial.print(" | p2: ");: Mencetak nilai yang dibaca ke monitor serial untuk debugging.
   • if (p2 == HIGH && p3 == LOW) { ... } else { ... }: Blok kondisional ini memeriksa status sakelar DIP p2 dan p3 dan menjalankan tindakan berbeda berdasarkan konfigurasinya.
     • Di dalam setiap blok, terdapat pemeriksaan kondisional lebih lanjut untuk status sakelar s1, s2, dan s3, melakukan tindakan seperti:
       • Mengaktifkan output out1, out2, atau out3.
       • Menghapus layar matriks LED.
       • Menulis karakter A hingga F ke layar.
       • Menunda selama durasi yang berbeda.
   • digitalWrite(LED1, p1);: Mengendalikan LED1 berdasarkan status sakelar DIP p1.

d. Video Simulasi[Kembali]

 

e. Download File[Kembali]

• Download HMTL klik di sini
• Download kodingan arduino klik di sini
• Download Simulasi Rangkaian klik di sini
• Download Video Prinsip Kerja Rangkaian klik di sini
• Download Datasheet Switch klik disini
• Download Datasheet LED klik disini
• Download Datasheet Switch klik disini
• Download Data Sheet Resistor  klik disini
• Download Data Sheet Transistor NPN BC547 klik disini
• Download Data Sheet Relay  klik disini
• Download Data Sheet Motor DC klik disini
• Download Data Sheet Sensor PIR klik disini
• Download Data sheet sensor flame klik disini
• Download Data Sheet Sensor vibration klik disini
• Download File Library Sensor PIR klik disini
• Download File Library sensor flame klik disini
• Download File Library Sensor vibration klik disini