Contoh Makalah Sensor Jarak Menggunakan Arduino Uno Posted by Lin Lin Kulsum Halimah Hai blogger. Ini contoh laporan praktikum mata kuliah elektonika Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara POLBAN Judulnya: Interface Distance Sensor Atau bisa dibilang, menghubungkan sensor jarak dengan mikrocontroler Arduino Uno. Bisa dikembangkan menjadi sensor alarm parkir mobil/motor. Bisa juga dalam alarm parking system. Yah, bisa dibilang karya ini masih sederhana dan belum diaplikasikan dengan barang. Tapi sistemnya sudah berjalan Untuk lebih jelasnya bisa lihat video berikut yang sudah aku unggah bulan Juni. Selamat Mencoba!!
Lihat video lebih besar, bisa klik DISINI klik DISINI..
I. TUJUAN 1. Menghubungkan Sensor Ultrasonik dengan Arduino Uno 2. Menentukan jarak objek dalam nilai tertentu pada kode pemrograman Arduino 3. Merangkai rangkaian ultrasonic dengan output II. DESKRIPSI KERJA 2.1 Ultrasonik HC-SR04
HC-SR04 adalah sebuah modul yang berfungsi untuk melakukan pengukuran jarak suatu benda/ halangan dengan memanfaatkan sinyal suara ultrasonic. Performa Pe rforma yang stabil dan akurasi yang tinggi dengan harga yang murah merupakan kelebihan dari HC-SR04. Karena kelebihannya, HC-SR04 banyak dipakai dalam berbagai aplikasi pengukuran jarak. Pada umumnya, sensor ultrasonic ini berbentuk papan elektronik berukuran kecil yang dilengkapi dengan beberapa rangkaian elektronik dan dua buah transducer. Transducer yang pertama berfungsi sebagai transmitter gelombang ultrasonic dan transducer yang satunya berfungsi sebagai receiver. Pada beberapa produk kadang hanya ditemukan satu buah transducer yang bertindak sebagai transmitter sekaligus receiver sekaligus.
Sensor ini bekerja dengan cara menghasilkan gelombang suara pada frekuensi tinggi yang kemudian akan segera dipancarkan oleh tranducer yang bertindak sebagai transmitter. Pantulan gelombang yang mengenai benda di depannya akan di tangkap oleh transducer yang bertidak sebagai receiver. Dengan mengetahui lamanya waktu antara dipancarkann ya gelombang ultrasonic sampai dengan ditangkap kembali oleh receiver, maka akan diketahui jarak dari benda yang terdapat di depan sensor tersebut. Kecepatan suara adalah 340m/detik, lamanya waktu tempuh gelombang ultrasonic dikalikan kecepatan suara, kemudian dibagi dua akan menghasilkan jarak antara sensor tersebut dengan benda di depannya.
Data Sheet Ultrasonik HC SR04 Voltage DC
5V
Working Curresnt
15 mA
Working Frequency
40 Hz
Max Range
4m
Min Range
2 cm
Measuring Angle
15 degree
Dimension
45 x 20 x 15 mm
Trigger Input Signal 10uS TTL pulse Echo Output Signal Input TTL lever signal and the range in proportion
Diagram Sinyal Ultrasonik
Sinyal pulsa pendek sepanjang 10µS ditransmisikan di waktu awal 0, direfleksikan dari objek. Pulsa pendek tersebut sebagai sinyal pemicu ke pin picu masukan dari modul ini untuk mulai pendeteksian (catat waktu saat ini), HC-SR04 akan memancarkan 8 siklus gelombang
ultrasonik pada frekuensi 40 kHz. Saat gelombang suara ini menabrak objek (benda atau dinding di depannya), gelombang akan dipantulkan balik dan diterima oleh detektor yang kemudian membangkitkan sinyal deteksi di pin keluaran modul (Echo pulse). Lama selang waktu antara pengiriman signal hingga pendeteksian sinyal pantulan adalah waktu yang ditempuh gelombang suara, yaitu sepanjang dua kali jarak antara sensor dan objek yang terdeteksi karena signal berjalan pulang-pergi. Dengan mengetahui selang waktu ini dan kecepatan kecepa tan rambat suara di udara 8 (340 meter/detik pada udara kering, atau 3,4x10 µs), jarak dapat dihitung sesuai rumus jarak = kecepatan x waktu. Rumus matematika yang disederhanakan untuk menghitung jarak tersebut dalam sentimeter adalah lama selang waktu dalam mikrodetik (sepersejuta detik) dibagi 58,2.
2.3.
Arduino
Uno
Arduino Uno adalah salah satu kit mikrokontroler yang berbasis pada ATmega28. Modul ini sudah dilengkapi dengan berbagai hal yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler untuk bekerja, hanya sambungkan ke power suply atau sambungkan melalui kabel USB ke PCmu Arduino Uno ini sudah siap sedia. Arduino Uno ini memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input, sebuah resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan sebuah tombol reset.
Spesifikasi Arduino Uno Mikrokontroler ATmega328 Catu Daya 5V Teganan Input (rekomendasi) 7-12V Teganan Input (batasan) 6-20V Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM ou tput) Pin Input Analog 6 Arus DC per Pin I/O 40 mA Arus DC per Pin I/O untuk PIN 3.3V 50 mA Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan oleh bootloader SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) Clock Speed 16 MHz 2.4 CARA KERJA
Pulsa ultrasonic disinyalkan oleh trigpin untuk mendeteksi benda. Ketika benda terdeteksi, pulsa ultrasonic akan memantulkan menuju echopin untuk diterima. Lalu ditrasmisikan oleh modul menjadi jarak dengan perhitungan jarak = kecepatan rambat udara x waktu. Modul tersebut terbaca melalui kode pemrograman di Arduino dan menjadi sinyal input. Sedangkan output dari modul jarak diimplementasikan ke LED dan Buzzer. Ketika sensor mendeteksi benda pada jarak < 2 meter, maka lampu LED merah akan menyala dan buzzer akan berbunyi konstan. Bila sensor mendeteksi benda > 2 meter, maka lampu LED hijau menyala dan buzzer tidak terejadi apapun.
III. BLOK DIAGRAM
1. 2. 3. 4.
Berikut adalah pin dari HC-SR04 : VCC : Input supply 5V Trig : Input untuk memberikan pulsa trigger Echo : Output untuk pulsa Echo GND : Input supply Ground
IV. DAFTAR KOMPONEN
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Project board Arduino Uno Sensor Ultrasonik HC-SR04 Buzzer TMB 12A,5V 2 buah LED (merah dan hijau) 2 buah resistor 270 Ohm Beberapa kabel connector
1. 2. 3. 4.
VII. PERCOBAAN KERJA ALAT Merangkai rangkaian seperti gambar wiring diatas. Echopin ke 13, trigpin ke 12. LED merah ke 9 dan LED hijau ke 8 Melakukan code pemrograman seperti berikut: /* Ultrasonic Range/level Sensor – HC-SR04 Gilang Ramadhan Ilham Ramadhan Linlin kulsum h */
#define trigPin 12 #define echoPin 13 int ledmerah = 9; int ledhijau = 8; int preeet = 10; void setup() { Serial.begin (9600); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(ledmerah, OUTPUT); pinMode(ledhijau, OUTPUT); pinMode(preeet, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); } void loop() { int duration, distance; digitalWrite(trigPin, HIGH); // delayMicroseconds(1000); digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH); distance = (duration/2) / 29.1; if (distance >= 200 || distance <= 0){ Serial.println("Out of range"); digitalWrite(ledhijau, HIGH); digitalWrite(ledmerah, LOW); digitalWrite(preeet, LOW); } else { if (distance <= 20) { digitalWrite(ledhijau, LOW); digitalWrite(ledmerah, HIGH); delay (300); digitalWrite(ledmerah, LOW); delay (25) ; digitalWrite(preeet, HIGH); delay (500); digitalWrite(preeet, LOW); delay (10); Serial.print(distance); Serial.println(" cm"); } else { digitalWrite(ledhijau, HIGH); digitalWrite(ledmerah, LOW); digitalWrite(preeet, LOW); Serial.print(distance); Serial.println(" cm"); } } delay(500); }
6. Mengamati hasil percobaan. VIII. DATA PENGUKURAN Distance (cm)
LED
Buzzer
Conclude
21
Green
No
Working
18
Red
Yes
Working
12
Red
Yes
Working
0.2
Green
No
Not working, because distance in minimum range of sensor
IX. ANALISIS
Sensor mendeteksi adanya benda dalam jarak kurang dari 20cm. Akibatnya, LED Merah menyala dan buzzer bordering dengan delay beep.
Sensor tidak mendeteksi benda dalam cakupan kurang dari 20 cm, sehingga dalam keadaan steady. Akibatnya, LED hijau menyala tanpa adanya suara buzzer. Keadaan ini juga terjadi ketika benda dalam jarak dengan sensor sebesar 0.2 cm. Rangkaian Sensor Ultrasonik HC-SR04 dengan Arduino sebelum dilakukan upload pemrograman.
X. KESIMPULAN Dari hasil percobaan, salah satu peran Arduino uno dalam controlling ialah berfungsi sebagai modul yang dapat mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Arduino uno dapat mentrasformasikan bentuk sinyal digital ini menjadi output yang diinginkan. Sensor ultrasonic yang menangkap pantulan transmitter dari benda dapat diolah oleh Arduino ke sinyal digital berupa nilai jarak, dan dikontrol outputnya berupa cahaya dan suara, yaitu LED dan buzzer. Pada percobaan, apabila benda terdeteksi oleh sensor dalam jarak kurang dari 20cm, LED merah dan buzzer akan menyala dengan delay tertentu secara konstan hingga jarak sensor dan benda berkisar 0.2 cm. Sensor ini dapat dipakai penerapannya dalam mobil parking sensor. Meskipun demikian, sensor ini hanya bisa dipakai pada benda diam (keadaan steady), dan sulit mendeteksi benda dalam keadaan bergerak cepat. Karena selang waktu pantulan benda tidak menentu bahkan dianggap “invisible” oleh sensor. XI. DAFTAR PUSTAKA
http://aryadipta.net/bermain-dengan-ultrasonic-rangesensor/
Arduino Uno R3 R3 (Atmega328 (Atmega328 - assembled) assembled)
