PENGENDALI PINTU GERBANG
MENGGUNAKAN
BLUETOOTH BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8
Tujuan
Tujuan membuat “pengendali pintu
gerbang menggunakan bluetooth
berbasis mikrokontroler ATmega 8”
adalah untuk merealisasikan perancangan hardware, software dan mengetahui unjuk kerja pengendali pintu gerbang. Prinsip
kerja pengendali pintu gerbang menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroler ATmega 8 yaitu
pengiriman kode karakter melalui bluetooth kemudian diproses pada mikrokontroler menjadi bentuk
keputusan, selanjutnya dari energy listrik diubah menjadi gerakan mekanis pada
motor servo. Adapun metode yang digunakan pada pembuatan alat ini adalah metode
eksperimental, dengang metode ini didapat teknik perancangan yang terdiri dari
(1) Identifikasi kebutuhan yaitu mengenali kebutuhan apa saja yang dibutuhkan
pada pembuatan alat. (2) Analisis kebutuhan yaitu menganalisa semua kebutuhan pada
alat sebelum proses perancangan alat, (3) Perancangan perangkat keras dan
perangkat lunak yaitu merancang dan mempersiapkan bahan apa saja yang digunakan
untuk membuat alat (4) Pembuatan alat yaitu proses penyatuan semua bahan hingga
membentuk alat dan (5) Pengujian alat yaitu menguji kinerja alat.
Perangkat keras (hardware) yang digunakan adalah smartphone sebagai pembangkit kode karakter
kemudian diteruskan melalui modul bluetooth menuju mikrokontroler untuk diproses menjadi keputusan yang
diterima oleh motor servo untuk diubah menjadi gerakan mekanis yang menggerakan
pintu gerbang. Perangkat lunak yang digunakan yaitu Arduino, Amarino dan Eagle.
Dengan menggunakan pemrograman yang terdapat pada Arduino berupa Program
inisialilasi, program setup, program scanning dan program masukan. Alat ini sudah
dapat bekerja sesuai perintah. Hal ini ditunjukan pada pintu gerbang sudah
dapat dikendalikan dari jarak tertentu. Pintu gerbang dapat membuka dan menutup
sesuai dengan instruksi yang diberikan. Daun pintu gerbang bergerak setengah
melingkar atau membentuk sudut 90° dari sumbunya. Pengunci sudah dapat mengunci
secara otomatis, dan password
sudah dapat berfungsi dengan baikKata
Kunci : ATmega 8, Smartphone, Bluetooth csr bc417143, Motor Servo
Pendahuluan
Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat
meringankan aktifitasnya dengan memanfaatkan teknologi. Karena dengan teknologi
menjadikan segala sesuatu yang dilakukan menjadi lebih mudah. Hal ini yang
mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai
piranti untuk mempermudah kegiatan manusia bahkan menggantikan peran manusia
dalam suatu fungsi tertentu.
Adanya teknologi yang berkembang saat ini membuat manusia
ingin melakukan sesuatunya dengan mudah, salah satunya yaitu dalam hal membuka
dan menutup pintu gerbang. Saat ini membuka dan menutup pintu gerbang masih menggunakan
cara manual, dengan cara manual tentu masih memerlukan usaha secara lebih untuk
melakukanya.
Disamping itu dari segi keamanan pintu gerbang manual juga masih
menggunakan metode konvensional yaitu menggunakan slot pengunci atau kunci
gembok sebagai penguncinya. Hal ini tentu kurang efektif mengingat semakin
tingginya kejahatan berupa pencurian atau perampokan. Sekarang ini para pelaku kejahatan
tidak hanya mengincar orang-orang yang lengah dijalanan, namun sudah banyak
yang nekad sampai ke rumahrumah untuk melakukan pencurian atau bahkan
perampokan. Para pelaku kejahatan dapat dengan mudah merusak kunci gembok atau
slot pengunci sehingga dapat dengan leluasa mengambil apa yang mereka
ingingkan. Oleh karena itu dibutuhkan model pengaman pintu gerbang yang kuat
dan mampu dioperasikan dengan mudah atau setidaknya mampu menutupi aspek kekurangan
pada pintu gerbang manual.
Melihat faktor-faktor yang telah
dijabarkan sebelumnya maka dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu (1) Bagaimana merancang hardware
pengendali pintu gerbang menggunakan Bluetooth berbasis mikrokontroler ATmega 8?; (2) Bagaimana merancang software pengendali pintu gerbang menggunakan Bluetooth berbasis mikrokontroler ATmega8?; (3) Bagaimana unjuk kerja pengendali
pintu gerbang menggunakan Bluetooth
berbasis mikrokontroler ATmega8?, maka
dari itu perlunya dibuat pengendali pintu gerbang menggunakan bluetooth berbasis mirkokontroler ATmega8 sebagai bentuk
implementasinya.
Pintu
gerbang adalah pintu yang terletak diposisi paling depan dari sebuah bangunan,
pintu ini berfungsi sebagai penghubung antara bangunan dengan jalan. Selain
sebagai penghubung pintu gerbang juga berfungsi sebagai pengaman halaman dan
rumah kita. Pintu itu digunakan untuk jalan keluar masuk baik manusia maupun
kendaraan.
Smartphone (telepon cerdas) adalah telepon genggam yang mempunyai
kemampuan tingkat tinggi, kadang-kadang dengan fungsi yang menyerupai komputer.
Belum ada standar pabrik yang menentukan arti telepon cerdas. Bagi beberapa
orang, telepon pintar merupakan telepon yang bekerja menggunakan seluruh
perangkat lunak sistem operasi yang menyediakan hubungan standar dan mendasar
bagi pengembang aplikasi. Bagi yang lainnya, telepon cerdas hanyalah merupakan
sebuah telepon yang menyajikan fitur canggih seperti surel (surat elektronik), internet
dan kemampuan membaca buku elektronik (e-book) atau terdapat papan ketik (baik sebagaimana jadi maupun
dihubung keluar) dan penyambung VGA. Dengan kata lain, telepon cerdas merupakan
komputer kecil yang mempunyai kemampuan sebuah telepon.
Bluetooth merupakan sebuah teknologi komunikasi wireless yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah
frequency hopping tranceiver yang
mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara hosthost
bluetooth dengan jarak jangkauan layanan sekitar
10meter.
Mikrokontroler
adalah suatu alat, komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran kecil (mikro).
Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang
digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas
biaya. Secara harfiah bisa disebut pengendali kecil sebuah sistem elektronik
yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL
dan CMOS dapat direduksi atau diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler.
Motor servo adalah sebuah
motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan
kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor
servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk
menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut
dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang
dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.
Solenoid adalah aktuator mampu gerakan linier. Solenoid dapat
elektromekanis (AC / DC), hidrolik, pneumatik atau didorong semua operasi pada prinsip-prinsip
dasar yang sama. Dengan memberikan sumber tegangan maka solenoid dapat
menghasilkan gaya yang linier. Contohnya untuk menekan tombol, memukul tombol
pada piano, operator katup, dan bahkan untuk robot melompat.
Power supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya mikrokontrloer, modul bluetooth,
motor servo, solenoid dll. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC) sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC
(arus searah), karena pengendali pintu
gerbang hanya bekerja pada arus searah.
Arduino adalah multi
platform open source software.
Arduino tidak membuat bahasa pemrograman khusus, melainkan menggunakan Bahasa C
yang sudah ada, lebih tepatnya adalah
bahasa C yang menggunakan compiler AVR-GCC
(AVR – GNU C-Compiler). Bahasa C adalah bahasa yang sangat lazim dipakai sejak
awal-awal komputer diciptakan dan sangat berperan dalam perkembangan software. Bahasa C telah membuat bermacam macam sistem operasi dan compiler untuk banyak bahasa pemrograman – misalnya sistem operasi
Unix, Linux, dan sebagainya. Bahasa C juga biasanya diajarkan di akademi dan perguruan
tinggi selain bahasa pemrograman Basic
atau Pascal.
(Agfianto : 2012)
Amarino adalah program apliaksi yang
digunakan pada smartphone sebagai command
pembuat perintah/input yang terinstal pada smartphone. Pada alat ini menggunakan amarino 2.0 .apk. Amarino sudah
dapat berfungsi dengan baik dibuktikan dengan alat yang mampu beroperasi sesuai
program.
Konsep Rancangan
Rancangan ini merupakan rancang bangun
yang bertujujan untuk mendapatkan rancangan atau prototipe pengendali pintu gerbang
dan mengetahui kelayakan prototipe ini. Pengendali pintu gerbang dirancang
melalui tahapan : analisis kebutuhan, desain blok diagram pengendali pintu
gerbang dan pengujian.
Desain diagram blok pengendali pintu gerbang terdiri dari blok
input disini menggunakan smartphone
android yang dilengkapi fitur Bluetooth yang sudah terinstal aplikasi amarino,
smartphone android ini digunakan untuk mengirimkan perintah untuk
membuka dan menutup gerbang yang kemudian dikirim melalui Bluetooth ke modul Bluetooth
yang ada pada system mikrokontroler. Mikrokontroler ATmega 8 Sistem kontrol yang
digunakan adalah sistem mikrokontroler ATmega 8 dengan rancang bangun yang
disesuaikan agar sesuai dengan modul
bluetooth yang digunakan.
Program utama yang digunakan pada pengendali pintu
gerbang
#include <Servo.h>
Servo motorkanan;
Servo motorkiri;
void setup()
{
motorkanan.attach(9);
motorkiri.attach(10);
Serial.begin(9600);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(13, OUTPUT);
pinMode(8, OUTPUT);
}
void loop()
{
char val;
while(1)
{
val = Serial.read();
if(val!=-1)
{
switch(val)
{
case'o':
digitalWrite(13, HIGH);
digitalWrite(12, LOW);
digitalWrite(8, HIGH);
delay(1000);
motorkanan.write(0); motorkiri.write(180);
break;
case'c':
digitalWrite(13, LOW);
digitalWrite(12, HIGH);
motorkanan.write(125);
motorkiri.write(70);
delay(1000);
digitalWrite(8, LOW);
break;
}}}
Pengujian pada pengendali pintu gerbang
menggunakan Bluetooth berbasis mikrokontroler ATmega8 ini dilakukan dengan
pengamatan pada unjuk kerja komunikasi bluetooth, pengujian alat dilakukan untuk mendapatkan data
penelitian.
Dalam pengujian alat ini dilakukan dengan dua pengujian,
yaitu :
1. Uji
fungsional
Pengujian ini dilakukan dengan cara
menguji setiap bagian alat berdasarkan karakteristik dan fungsi masingmasing. Pengujian
ini dilakukan untuk mengetahui apakah setiap bagian dari perangkat telah
bekerja sesuai dengan fungsi dan keinginan.
2. Uji
unjuk kerja
Pengujian unjuk kerja alat dilakukan
dengan cara melihat unjuk kerja alat. Hal-hal yang perlu diamati antara lain :
jarak transmisi bluetooth, dan pengujian listing
program. Dari pengujian ini akan diketahui
kinerja dari pengendali pintu gerbang.
Hasil dan Pembahasan
Tujuan dari pengujian adalah untuk mengetahui kinerja alat.
Hasil Pengujian
1. Pengujian Jarak Transmisi (Transmission distance)
a) Free Space
Pengukuran jarak transmisi bertujuan
untuk mengetahui seberapa jauh bluetooth
dapat berhubungan dan mampu membawa
perintah dari smartphone ke mikrokontroler. Pada saat yang bersamaan pengukuran waktu
eksekusi dilakukan dengan menggunakan stopwatch.
Tabel 1. Pengujian jarak transmisi Free Space (Transmision Distance)
b) Indoor (banyak benda disekitar alat)
Tabel 2. Pengujian jarak transmisi Free Space (Transmision Distance)
Indoor banyak benda disekitar alat
1. Perangkat keras (Hardware)
a) Power Supply
Power supply adalah sumber daya yang digunakan untuk memasok tegangan
pada semua komponenyang terdapat pada alat. Power supply disini
terdiri dari trafo, diode, kapasitor dan regulator 7805. Power supply pada alat ini menghasilkan tegangan 5 Volt. Dengan tegangan
tersebut sudah bisa memasok semua komponen yang digunakan pada alat.
b) Smartphone Android dan Bluetooth
Smartphone (telepon cerdas) adalah telepon genggam yang mempunyai
kemampuan tingkat tinggi. Kadang-kadang mempunyai fungsi menyerupai komputer.
Alat ini menggunakan smartphone nexian journey A980 sebagai pengendali pintu gerbang.
Memanfaatkan bluetooth yang tertanam pada smartphone
untuk mengirimkan perintah pada mikrokontroler.
Smartphone ini dapat mengrimkan perintah dengan baik. Bluetooth merupakan teknologi yang bisa menghubungkan dua perangkat
elektronik seperti PC ke handphone. Dapat mengirimkan data tanpa menggunakan kabel dan tidak memerlukan
saluran koneksi yang terlihat. Pada alat ini smartphone digunakan
sebagai pemeberi perintah/input
dan bluetooth yang
mengkomunikasikan perintah tersebut pada sistem mikrokontroler. Bluetooth yang digunakan adalah csr bc417143 yang memiliki spesifikasi
jarak transmisi ideal 5-15 meter. Berdasarkan data pengamatan bluetooth memperoleh jarak 8 meter, dengan hasil yang diperoleh bluetooth pada pengendali pintu gerbang dapat dikatakan baik meskipun belum
mencapai jarak maksimal.
c) Sistem mikrokontroler ATmega 8
Sistem mikrokontroler ATmega 8 adalah
gabungan dari beberapa komponen yang difungsikan sebagai pengendali pada alat
ini. Gabungan dari beberapa komponen ini disebut juga sistem minimum. Ada
beberapa faktor pertimbangan mengapa pada alat ini menggunakan ATmega 8,
diantaranya: harganya murah, banyak dipasaran, dan sudah memenuhi yang dibutuhkan
oleh alat. Sistem mikrokontroler ATmega 8 ini sudah bisa memproses data
perintah dan menerjemahkan perintah tersebut untuk dijadikan gerakan pada motor
servo sebagai buka tutup pintu gerbang. Ini menunjukan system pada
mikrokontroler ATmega 8 sudah bisa beroperasi dengan baik.
d) Motor servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan
sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Pada alat ini menggunakan motor servo jenis power pro dengan metal
gear. Tegangan kerja pada motor servo
adalah 5 Volt, namun dari hasil pengukuran tegangan pada alat yaitu 4.98 Volt. Ini menunjukan terjadinya internal tesistance pada
sistem minimum sebesar 4 %. Meskipun demikian
motor servo sudah mampu menggerakan daun pintu gerbang.
2. Software (perangkat lunak)
Pengendali pintu gerbang dalam
beroperasinya memerlukan beberapa software
supaya alat dapat bekerja dengan baik diantaranya
a) Aplikasi Amarino
Amarino adalah program apliaksi yang
digunakan pada smartphone sebagai command
pembuat perintah/input yang terinstal pada smartphone. Pada alat ini menggunakan amarino 2.0 .apk. Amarino sudah
dapat berfungsi dengan baik dibuktikan dengan alat yang mampu beroperasi sesuai
program.
b) Arduino
Arduino adalah multi platform open source
software. Arduino dapat dijalankan pada linux,
windows atau juga mac. Pada alat ini arduino dijalankan menggunakan windows.
Bahasa
pemrograman yang digunakan pada arduino adalah bahasa C, tetapi
arduino sudah lebih dipermudah dengan fungsi yang sederhana. Dengan menggunakan
aplikasi amarino dan software Arduino yang diterapkan pada pembuatan pengendali pintu
gerbang, ini dapat berfungsi dengan bail dibuktikan dengan algoritma yanng
terdiri atas : (1) Program inisialilasi, (2) program setup, (3) program scanning
dan (4) program masukan. Sudah berfungsi
sesuai program dan alat sudah dapat beroperasi.
3. Unjuk kerja
Hardware dan software
telah berfungsi dengan baik ini dibuktikan
dengan alat yang mampu beroperasi sesuai dengan program dan perintah yang
dimasukan. Melihat dari data pengukuran transmisi
distance pintu gerbang dapat dikendalikan dengan
jarak maksimal 8 meter dan pada jarak 6 meter apabila banyak alat disekitar
benda. Dengan demikian dapat disimpulkan pengendali pintu gerbang sudah bisa beroperasi,
hal ini dibuktikan dengan sesuainya antara kode
perintah dengan hasil eksekusi kinerja arah pergerakan pintu
gerbang.
Pintu gerbang mampu dikendalikan dengan
jarak 8 meter. Meskipun ada penghalang disekitar alat pintu gerbang masih bisa
dikendalikan. Proses pergerakan pintu gerbang setengah
melingkar atau menyiku dari pusatnya (90°). Pintu gerbang dilengkapi
dengan pengaman berupa password
dan kunci otomatis yang layak dalam
pengaman pintu gerbang. Kecepatan buka-tutup pintu gerbang ± 35 km/jam.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang telah
dilakukan terhadap pengendali pintu gerbang menggunakan bluetooth berbasis mikrokontroler ATmega 8 dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1. Hardware (perangkat keras) pengendali pintu gerbang terdiri dari
gabungan smartphone sebagai input
(pemberi perintah), modul bluetooth sebagai perantara peintah, mikrokontroler ATmega 8 sebagai
pemroses perintah, motor servo sebagai output penggerak pintu gerbang, dan
solenoid sebagai pengunci pintu gerbang. Semua elemen tersebut sudah bisa beroperasi.
2. Merealisasikan pembuatan software pengendali pintu gerbang yang terdiri atas : (1) program inisialisasi yaitu program untuk menginialisasi variable, (2) setup
program yaitu program untuk memasukan pin yang
diinginkan sebagai output, (3) program
scanning yaitu program untuk memindai perintah
yang dimasukan (4) program masukan yaitu program untuk menentukan karakter kode
yang akan digunakan sebagai masukan. Semua program tersebut sudah dapat
berfungsi.
3. Unjuk kerja jarak transmisi maksimum adalah 8 meter pada ruang
terbuka, 6 meter pada ruang terdapat banyak benda disekitar alat. Proses
pergerakan pintu gerbang setengah melingkar atau menyiku dari pusatnya (90°).
Kecepatan bukatutup pintu gerbang ± 35 km/jam. Pintu gerbang dilengkapi dengan
pengaman berupa password dan kunci otomatis, penggunaan password dan pengunci otomatis sudah layak dan cukup aman.
Gambar rangkaian lampu tampak
belakang
Gambar rangkaian lampu tampak
depan
Arduino
Rangkaian lampu
Lampion
Postingan
