ALAT UKUR TINGGI BADAN DENGAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN TAMPILAN LCD DAN PENYIMPANAN DATA SD CARD
Kelompok B02 EK-3B
Andre Jose Ginting (3.32.19.1.02)
Ilham Rahutama (3.32.19.1.11)
Samuel Beta K., Ing.Tech., M.T., Dr.
Pendahuluan
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Alat ukur tinggi badan merupakan alat yang dapat digunakan oleh manusia untuk membantu dalam proses penentuan tinggi badan. Kebanyakan alat ukur tinggi badan yang digunakan saat ini adalah dengan cara manual menggunakan mistar. Seiring dengan perkembangan teknologi, khususnya bidang elektronika sekarang ini, penulis memunculkan gagasan untuk membuat alat pengukur tinggi badan otomatis menggunakan sensor ultrasonik. Sensor ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak yang nantinya dapat diketahui sebagai tinggi badan, yang bekerja pada frekuensi 40 KHz agar tidak mengganggu pendengaran manusia. Sebagai pusat kendali alat ukur ini menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno.
Alat pengukur tinggi badan ini mampu mengukur suatu obyek dengan jangkauan sensor untuk membaca data yaitu tinggi maksimum 200 cm dan tinggi minimum 50 cm. Dalam alat ini menggunakan teknologi mikrokontroler dan sensor, sedangkan untuk menampilkan hasil pengukuran dengan menggunakan LCD serta terdapat Modul MMC dengan SD Cardnya yang difungsikan sebagai penyimpanan data hasil pengukuran yang nantinya dapat dilihat hasilnya pada perangkat personal computer ataupun smartphone berupa file (.txt) yang selanjutnya dapat dimasukkan dan ditampilkan pada Microsoft Excel.
Komponen -
Komponen
Komponen Masukan
Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor ultrasonik adalah sensor jenis modul elektronik yang mendeteksi sebuah objek menggunakan suara. Sensor ultrasonik terdiri dari sebuah transmitter (Pemancar) dan sebuah receiver (penerima). Transmitter berfungsi untuk memancarkan sebuah gelombang suara kearah depan. Jika ada sebuah objek didepan transmitter maka sinyal tersebut akan memantul kembali ke Receiver. Sinyal akan dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
Gambar 1 Sensor Ultrasonik HC-SR04
Komponen Masukan
RTC (Real-time Clock) DS1307
Komponen RTC (Real-time Clock) merupakan komponen IC penghitung yang dapat difungsikan sebagai sumber data waktu berupa data jam, hari, bulan maupun tahun. Komponen DS1307 berupa IC yang perlu dilengkapi dengan komponen pendukung lainnya seperti crystal sebagai sumber clock dan baterai eksternal 3,6 Volt sebagai sumber energi cadangan agar fungsi penghitung tidak berhenti.
Gambar 2 RTC DS1307
Komponen Masukan
Sakelar
Sakelar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem sakear tekan sakelar terdiri dari sakelar tekan start, stop reset dan sakelar tekan untuk emergency. sakelar memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja sakelar adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan).
Gambar 3 Sakelar
Pemroses
Arduino Uno
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC (Integrated Circuit) ini memiliki 14 pin input dari output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang ke adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya. Arduino Uno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB-to-serial yaitu menggunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI driver USB-to-serial.
Gambar 4 Arduino Uno
Komponen Luaran
LCD 16x2 dengan I2C
LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. LCD merupakan lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris akan menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Sedangkan I2C LCD adalah modul LCD yang dikendalikan secara serial sinkron dengan protokol I2C/IIC (Inter Integrated Circuit) atau TWI (Two Wire Interface). Normalnya, modul LCD dikendalikan secara parallel baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Namun, jalur parallel akan memakan banyak pin di sisi kontroller (misal Arduino, Android, komputer, dll). Setidaknya Anda akan membutuhkan 6 atau 7 pin untuk mengendalikan sebuah modul LCD. Dengan demikian untuk sebuah kontroller yang ‘sibuk’ dan harus mengendalikan banyak I/O, menggunakan jalur parallel adalah solusi yang kurang tepat.
Komponen Luaran
LCD 16x2 dengan I2C
Gambar 5 LCD 16x2 dengan I2C
Komponen Luaran
Modul MMC dengan SD Card
Modul (MicroSD Card Adapter) adalah modul pembaca kartu Micro SD, melalui sistem file dan SPI antarmuka driver, MCU untuk melengkapi sistem file untuk membaca dan menulis kartu MicroSD. Modul MMC SD Card merupakan modul untuk mempermudah antarmuka antara SD card atau MMC dengan MCU, sehingga dapat menyimpan data secara permanen atau non-volatie dan membuat media penyimpanan data menjadi lebih besar. Modul ini dapat dimanfaatkan untuk membuat perangkat yang membutuhkan memori, seperti sistem data logging dan lain sebagainya.
Dan Micro SD Card (Secure Digital Card) merupakan sebuah kartu memori yang pada umumnya berukuran 11 x 15mm, dengan berbagai ukuran kapasitas yang dapat digunakan untuk keperluan penyimpanan data maupun pembacaan data yang sudah ada didalamnya.
Gambar 6 Modul MMC dengan SD Card
Gambar
Rangkaian
Gambar
Pengawatan
Cara Kerja
Program
Program
Program
Program
Program
Diagram Alir
Diagram Blok
Kerja Alat
Saat seseorang berdiri di bawah sensor ultrasonik, maka sensor tersebut akan memancarkan sinyal transmitter, ketika mengenai ujung kepala seseorang yang diberi media pantul (papan). Selanjutnya pantulan sinyal tersebut diterima oleh receiver dan akan melakukan pengukuran yang diproses oleh Arduino Uno. Proses ini berulang sebanyak tiga kali untuk mendapatkan tinggi rata-rata yang diasumsikan hasil pengukurannya dapat mendekati akurat. Kemudian hasil pengukuran akan ditampilkan pada LCD 16x2, selanjutnya data akan tersimpan pada Modul MMC dengan SD Card dalam format .txt document. Apabila ingin melihat data hasil pengukuran yang tersimpan pada file .txt document ini dapat dilihat melalui personal computer (laptop) dengan bantuan Card Reader. Data hasil pengukuran ini juga dapat dilihat melalui smartphone yang memiliki slot SD Card.
Kesimpulan
Terima Kasih