MODEL ALAT PELIPAT BAJU PORTABLE BERBASIS ARDUINO UNO

Transkripsi

1 MODEL ALAT PELIPAT BAJU PORTABLE BERBASIS ARDUINO UNO Robi Cahyadi, Soewarto Hardhienata 1, Mohamad Iqbal 2. Program Studi Ilmu Komputer Fakultas MIPA Universitas Pakuan Jl.Pakuan PO BOX 452, Bogor Telp/Fax (0251) Abstrak Teknologi elektronika menjadi salah satu bagian dalam membantu meringankan pekerjaan manusia, telah diciptakan berbagai alat elektronika yang praktis dan efisien untuk membantu manusia dalam memenuhi kebutuhannya. Dewasa ini Berbagai macam peralatan yang sistem pengoperasiannya secara manual semakin di tinggalkan dan beralih pada peralatan serba otomatis, sehingga peralatan otomatis lebih mendominasi kehidupan manusia. Model alat pe baju portable ini adalah salah satu bagian dari perpindahan pengoperasian secara manual menjadi otomatis. Yang selama ini umunya banyak orang me baju secara manual menggunakan tangan, maka dengan adanya model alat ini kegiatan me baju bisa dilakukan secara otomatis dan proses peannyapun lebih cepat dan rapih. Model alat pe baju ini dibuat secara portable sehingga bisa berpindah tempat. Tahap pembuatan aplikasi ini berdasakan metode Hardware Programming. Sistem alat pe baju ini menggunakan mikrokontroler arduino uno untuk proses komunikasi data. Input sistem menggunakan tombol (push button), dan untuk output yaitu bergeraknya motor servo yang an papan pe. Model alat ini menggunakan dua buah catudaya sebagai sumber arus yaitu 12 volt 5 ampere dan 12 volt 1 ampere. Kata kunci : Mikrokontroler, Arduino Uno, Motor Sevo, Push Button, Catudaya PENDAHULUAN Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini sangatlah pesat, dan berperan mewujudkan kehidupan yang lebih baik. Teknologi elektronika menjadi salah satu bagian dalam membantu meringankan pekerjaan manusia, telah diciptakan berbagai alat elektronika yang praktis dan efisien untuk membantu manusia dalam memenuhi kebutuhannya. Dewasa ini Berbagai macam peralatan yang sistem pengoperasiannya secara manual semakin di tinggalkan dan beralih pada peralatan serba otomatis, sehingga peralatan otomatis lebih mendominasi kehidupan manusia. Pekerjaan rumah tangga adalah salah satu kegiatan yang banyak menyita waktu. Tidak hanya itu, kegiatan ini dilakukan setiap hari, dan tentunya ketika ada pekerjaan rumah yang terbengkalai tidak akan merasa nyaman untuk di tinggalkan. Diantara salah satu pekerjaan rumah tangga yang menjadi perhatian untuk masalah ini adalah dalam hal me baju hasil pengeringan. Ketika terdapat banyak tumpukan pakaian hal ini tentunya akan menghabiskan waktu untuk me dan merapihkan pakaian tersebut dengan cepat dan rapi, sehingga waktu untuk melakukan aktivitas lain terbuang sia sia, selain itu permasalahan lainnya juga dialami oleh pekerja laundry yang setiap hari harus me ratusan pakaian yang harus di selesaikan dengan waktu yang cukup singkat. Maka berangkat dari permasalahan diatas muncul sebuah solusi untuk meringankan aktivitas serta waktu yang terbuang tersebut, untuk itu dibuatlah sebuah 1

2 model alat yang dapat membantu dalam pean pakaian secara cepat dengan tenaga kerja secara otomatis. Tujuan dari penilitian ini adalah merancang bangun sebuah model alat pe baju portable berbasis arduino uno. Diharapkan dengan adanya alat ini dapat memberikan manfaat untuk memecahkan solusi dalam hal me baju dengan waktu yang relatif cepat dan rapi tanpa harus me secara manual dengan tangan. TINJAUAN PUSTAKA 1. Motor Servo Motor Servo merupakan motor yang mampu bekerja secara dua arah, motor servo bekerja dengan sistem closed feedback dimana posisi dari motor servo akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada didalam motor servo. Motor servo terdiri dari sebuah motor, rangkaian gear, potensiometer, serta rangkaian control. Potensiometer pada motor servo berfungsi sebagai penentu batas sudut dari putaran servo. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak secara kontinyu. Namun untuk beberapa keperluan motor servo dapat dimodifikasi bergerak secara kontinyu. Servomotor banyak digunakan dalam dunia robotika, karena selain ukurannya kecil, juga sangat tangguh. Servomotor standar seperti Futaba S-14 mempunyai torsi (torque) 42 oz/inch, yang merupakan servomotor yang sangat kuat untuk ukuran tersebut. Servomotor juga mengkonsumsi daya yang sebanding dengan beban mekanik. Dengan beban yang kecil, konsumsi daya tidak besar. Motor servo memiliki 3 jalur kabel yaitu power, ground dan control. (Rinaldy.2013) Gambar. 1 Motor Servo 2. Arduino Arduino Uno adalah papan pengembangan berbasis mikrokontroler ATmega 32P-20PU. Papan ini memiliki 14 pin digital untuk berkomunikasi (I/O pins, input/output) dengan 6 pin di antaranya dapat memodulasi keluaran PWM (pulse width modulation, mensimulasikan keluaran analog), 6 masukan analog (di digitalisasi menggunakan ADC / Analog-to-Digital Converter internal), osilator berkecepatan 16 MHz, sebuah konektor USB, colokan catu daya, ICSP header, dan tombol reset. Papan ini memiliki semua yang dibutuhkan untuk mendukung akses terhadap mikrokontroler yang digunakan, untuk menghidupkannya cukup menghubungkan papan ini dengan komputer lewat kabel USB (USB powered) atau dengan mencolokkan kabel adaptor / baterai bertegangan antara 7V hingga 12V. Sebagai pengendali USB (USB driver), Uno R3 menggunakan chip Atmega16 (pada R2 masih menggunakan chip Atmega yang diprogram sebagai pengubah signal USB ke signal serial TTL. (Yusuf Pratama (2015:3) Gambar. 2 Arduino Uno 3. Catu Daya Catu Daya adalah bagian dari setiap perangkat elektronika yang berfungsi ebagai sumber tenaga. Catudaya sebagai sumber tenaga dapat berasal dari ; baterai, accu, solar cell dan adaptor. Komponen ini akan mencatu tegangan sesuai dengan tegangan yang diperlukan oleh rangkaian elektronika. Catu daya Adaptor adalah perangkat elektronika yang berfungsi menurunkan dan mengubah tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Dirrect Current) yang dapat di gunakan sebagai 2

3 sumber tenaga peralatan elektronika. Sebuah catu daya adaptor yang baik memiliki bagianbagian seperti pada blok diagram berikut ini : Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini, junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias negatif (reverse bias). (KF.Ibrahim, Prinsip Dasar Elektronika, 1993, hal : 23) Gambar 3. Blok diagram catu daya Keterangan : a. Stepdown (Penurun Tegangan) Bagian ini berfungsi menurunkan tegangan AC 110/220V menjadi tegangan AC yang lebih rendah yang diperlukan( 5V, 9V,12V, dll).bagian ini terdiri dari sebuah transformer (trafo). b. Rectifier (Penyearah) Bagian ini merupakan bagian penyearah arus dari arus AC (bolak-balik) menjadi arus DC (searah). Bagian ini terdiri dari sebuah dioda silikon, germanium, selenium atau Cuprox. c. Filter (Penyaring) Bagian ini berfungsi untuk menyaring arus DC yang masih berdenyut sehingga menjadi rata. Komponen yang digunakan yaitu gabungan dari kapasitor elektrolit dengan resistor atau induktor. d. Stabilizer(Penstabil) Bagian ini berfungsi menstabilkan tegangan DC agar tidak terpengaruh oleh tegangan beban.komponen ini berupa Dioda Zener atau IC yang didalamnya berisi rangkaian penstabil. e. Regulator (Pengatur) Bagian ini mengatur kestabilan arus yang mengalir ke rangkaian elektronika. Komponen yang di gunakan merupakan gabungan dari transistor, resistor dan kapasitor. Ada juga yang di paket berupa sebuah IC seperti regulator LM705. Pada gambar 2.9 regulator bekerja dengan cara mengendalikan arus basis pada transistor melalui dioda zener 5V tipe 1N4736 dan resistor 60 ohm sehingga penguatan tegangan pada output transistor mengalami penurunan sesuai dengan pengaturan tegangan kemudi pada arus basis yaitu sebesar 5V. Gambar 4. Macam macam catu daya 4. Push Button Swich Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan berfungsi sebagai start biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri industri. Gambar 5. Tombol (Push Button) 3

4 METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dalam pembangunan model alat pe baju portable ini adalah menggunakan Metode Penelitian bidang Hardware Programing. Mechanical Design No Project Planning Reseacrh Electrical Design Intergration Overall Testing Success Application Yes Functional Test Part Testing Software Design Gambar 6. Metodologi Hardware Programming Berikut ini penjelasannya : 1. Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning) Dalam perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang perlu ditentukan dan dipertimbangkan antara lain : a. Keterangan awal penelitian, b. Estimasi kebutuhan alat serta bahan c. Estimasi anggaran, dan d. Kemungkinan penerapan dari aplikasi yang dirancang. 2. Penelitian (Research) Setelah perencanaan telah matang, dilanjutkan dengan penelitian awal dari aplikasi (hardware)yang akan dibuat, mulai dari pemilihan dan pengetesan komponen (alat dan bahan), kemungkinan rancangan awal dan akhir yaitu Model Alat Pe Baju Portable Berbasis Arduino Uno. 3. Pengetasan Komponen (Parts Testing) Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi kerja komponen berdasarkan kebutuhan aplikasi yang akan dibuat. 4. Desain sistem mekanik (Mechanical Design) Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan, karena nantinya akan mempengaruhi kinerja/hasil alat yang telah dibuat. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain: a. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board). b. Dimensi dan massa keseluruhan sistem. c. Ketahanan dan fleksibilitas terhadap lingkungan. d. Penempatan modul-modul elektronik. e. Pengetesan sistem mekanik yang telah dirancang. 5. Desain Sistem listrik (Electrical Design) Dalam desain sistem listrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain: a. Sumber catu daya. b. Kontroller yang akan digunakan. c. Desain driver untuk pendukung aplikasi. d. Desain sistem kontrol yang akan diterapkan. e. Skematik model alat. f. Flowchart perancangan. 6. Desain Software (Software Design) Perangkat keras pada umumnya membutuhkan perancangan perangkat lunak untuk sistem kontrol alat yang meliputi desain sistem yang akan digunakan, Desain perangkat lunak yang digunakan dalam pembuatan alat ini menggunakan perangkat lunak Arduino IDE dan Fritzing. 4

5 7. Tes Fungsional (Functional Test) Tes fungsional dilakukan intregasi sistem listrik dan software yang telah di desain. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk pengontrolan desain listrik dan mengeliminasi error (Bug) dari software tersebut.. Integrasi atau perakitan (Integration) Modul listrik yang diintregrasi dengan software di dalam kontrollernya, diintregrasikan dalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan tes fungsional keseluruhan sistem. 9. Tes Fungsional Keseluruhan Sistem (Overall Testing) Pada tahap ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. 10. Application Application untuk meningkatkan performa dari aplikasi yang telah dirancang. Optimasi ditekankan pada desain mekanik agar penggunaan lebih maksimal serta optimal. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI 1. Perencanaan Rancangan Penelitian (Project Planning) Tahap perencanaan proyek penelitian adalah tahapan kegiatan dari proses pembuatan sistem. Komponen yang dibutuhkan dalam perancangan sistem adalah Arduino Uno, Motor Servo, Regulator, Push Button, Jumper, 2. Penelitian (Research) Setelah perencanaan sistem, kemudian dilanjutkan dengan penelitian awal dari sistem yang akan dibuat. Pada tahap penelitian dilakukan perancangan awal rangkaian mekanik serta komponen dari model alat pe baju portable ini untuk memastikan bahwa semua komponen dapat berjalan dengan optimal. Sistem ini menggunakan Arduino Uno R3 sebagai pemrosesan data. Input sistem menggunakan tombol (Push Button) untuk mengaktifkan sistem. Output sistem yaitu motor servo sebagai penggerak papan. 3. Pengetesan Komponen (Part Testing) Pada tahap ini dilakukan pengetesan komponen-komponen yang akan digunakan menggunakan multimeter. Pengetesan menggunakan Arduino serial monitoring dilakukan dengan melihat output tiap komponen yang terhubung dengan Arduino melalui koneksi USB. Pengujian menggunakan multimeter meliputi pengujian tegangan input dan output setiap komponen. 4. Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design) Berikut desain mekanik sistem seperti pada gambar 10 berikut merupakan contoh design untuk model otomatisasi ini. Gambar 7. Keseluruhan Design Keseluruhan Sistem 5. Desain Elektronik (Elektronik Design) Perancangan skematik rangkaian menggunakan perangkat lunak Fritzing berdasarkan diagram blok pada gambar 9 berikut. Gambar. Skematik Rangkaian Sumber tegangan menggunakan daya 12 Volt 5 Ampere yang akan menyuplai arus ke masing-masing komponen. 6. Desain Perangkat Lunak Desain perangkat lunak sistem dibuat dengan Bahasa Pemrograman Processing pada Arduino Uno berdasarkan flowchart pada gambar 12 berikut. 5

6 Inisialisasi Port Arduino If button ==1 Motor Servo A (ON) 1 st Motor Servo B (ON) 2 st Motor Servo C (ON) 3 st Motor Servo D (ON) 4 st END START Input (Push Button) Gambar 9. Flow Chart Sistem Penjelasan dari flowchart sistem di atas adalah sebagai berikut : 1. Prgram START yang berarti program dimulai 2. Inisialisasi PORT untuk PORT pada arduino. 3. Cek input tombol (push button). Apakah ada inputan tombol. Jika YA, maka inputkan akan diteruskan ke motor servo. Sebaliknya jika No maka akan kembali pada proses inisialisasi. 4. Input BENAR, maka untuk proses selanjutnya, yaitu pergerakan servo A. 5. Setelah servo A bergerak dan kembali pada posisi semula maka dilanjutkan bergeraknya Servo B, kemudian servo C dan setelah itu terakhir Servo D. 6. End menandakan proses dari sistem tersebut telah selesai. 7. Test Fungsional Tes fungsional dilakukan terhadap perangkat lunak yang telah didesain. Proses tes ini dilakukan untuk meningkatkan kinerja dari perangkat lunak dalam pengontrolan terhadap desain listrik dan mengeliminasi serta antisipasi error dari software yang dibuat. Bila sistem software telah selesai diuji maka masuk ke proses perakitan.. Perakitan Pada proses ini dilakukan proses perakitan berdasarkan dari proses desain, baik desain mekanis, elektronik maupun desain perangkat lunak. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Penelitian Model terbuat dari akrilik dengan dimensi tebal 3 mili, tinggi ± 5 cm, panjang ± 70 cm, lebar ± 50 cm. Sistem proses oleh Arduino Uno dengan inputan tombol (push button). Untuk outputnya adalah servo yang an papan. Alat ini menggunakan dua catu daya yaitu dengan besar tegangan 12 volt 1 ampere dan 12 volt 5 ampere. Berikut merupakan tampilan secara keseluruhan dari model alat pe baju portable. Gambar.10 Keseluruhan Sistem 2. Test Fungsional Keseluruhan Sistem(Overall Testing) Tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. Apakah dapat berfungsi sesuai dengan konsep atau tidak. Bila ada sistem yang tidak dapat bekerja dengan baik, maka harus dilakukan proses perakitan ulang setiap bagian sistemnya. Pengujian ini meliputi pengujian struktural, fungsional dan validasi. 3. Pengujian Struktural Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah jalur- 6

7 WAKTU PROSES LIPATAN jalur rangkaian sudah terhubung dengan benar sehingga sistem dapat berjalan berfungsi dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan mengetes jalur-jalur rangkaian menggunakan multimeter. Berikut tabel hasil pengujian struktural sistem. 4. Pengujian Fungsional Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah tegangan yang mengalir di dalam rangkaian sudah sesuai dengan yang dibutuhkan. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengetes tegangan output tiap komponen dengan menggunakan multimeter maupun program. 5. Uji coba Validasi Tahap ini dilakukan untuk menguji apakah Sensor telah bekerja dengan semestinya sesuai range yang di gunakan. Tabel 1. Ujicoba Validasi Komponen No Pengujian 1. Tombol 2. Servo 1 3 Servo 2 4 Servo 3 5 Servo Adaptor 5 v 1a Tombol di tekan dua kali Mengguna kan dua adaptor 5V Hasil yang Diharapkan Paired dengan arduino Menggeraka n papan bawah Menggeraka n papan kanan Menggeraka n papan kiri Menggeraka n papan tengah mengaktifka n sistem Tidak terhubung dengan arduino mengaktfkan sistem Hasil Pengujian Mengaktif kan sistem alat an papan an papan an papan an papan Tidak dapat an keseluruha n sistem Tidak dapat mengirim data Sistem dapat bergerak Status Tidak aktif 5A dan 9 V 2A secara keseluruha n 6. Optimasi (Optimization) Optimasi dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh tingkat kecepatan alat pe ini, efektifitas sistem dan kemungkinan adanya kendala teknis yang dimungkinkan terjadi disebabkan pengaruh dari sistem itu sendiri. Tabel 2. Optimasi Sistem Jenis Baju Kaos Lengan Pendek Kaos Lengan Panjang Kemeja Lengan Pendek Kemeja Lengan Panjang Jumlah Waktu Ukuran Baju Tabel 3. Grafik Hasil Waktu Me (detik) Keterangan S 7 detik Berhasil M 7 detik Berhasil L 7 detik Berhasil XL 7 detik Berhasil XXL detik Berhasil S 7 detik Berhasil M 7 detik Berhasil L 7 detik Berhasil XL detik Berhasil XXL 7 detik Berhasil S 7 detik Berhasil M 7 detik Berhasil L detik Berhasil XL 7 detik Berhasil XXL 7 detik Berhasil S 7 detik Berhasil M 7 detik Berhasil L 7 detik Berhasil XL detik Berhasil XXL 7 detik Berhasil 144 detik S M L XL XXL K. Lengan Pendek K. Lengan Panjang Kemeja Lengan Pendek Kemeja Lengan Panjang GRAFIK WAKTU HASIL LIPATAN

8 Dari grafik diatas menunjukan waktu alat untuk melakukan an rata rata sekitar 7 detik, walaupun ada beberapa an yang menghasilkan detik. Pengujian alat mengunakan baju yang berbahan cotton dengan ukuran yang berbeda. Dengan demikian waktu yang dihasilkan alat pe baju portable dengan me baju berjumlah 20 baju berdasaran ukuran dan jenis yang berbeda adalah 144 detik. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Kesimpulan dari hasil penelitian tentang model sistem Pe Baju Portable ini menggunakan Metode Hardware Programing. Sistem ini dapat langsung diimplementasikan untuk me baju secara langsung tanpa menggunakan tangan secara manual. Untuk mengaktifkan alat ini cukup dengan menekan tombol (push button), maka sistem akan bergerak secara keseluruhan. Servo akan bergerak secara bergantian dan an papan bagian bawah, kanan, kiri dan tengah. Alat ini menggunakan sumber tegangan dari catu daya sebanyak 2 buah dengan voltase yang dihasilkan sebensar 5v 1A dan 7v 5A. Dari percobaan yang telah dilakukan alat pe ini dapat me baju dengan jumlah 20 baju sekitar 144 detik. Hal ini tentunya dapat memberikan solusi untuk masalah rumah tangga dalam hal me pakaian tanpa harus menggunakan tangan secara manual. Kelebihan dari model alat ini adalah dapat me baju dengan cepat dan rapih. Dalam Penggunaannya sangat mudah dan sifatnya portbale. Kekurangannya dari model alat pe baju ini mempunyai batasan beban pakaian, yaitu pakaian dari beban 200 gram hingga 500 gram, jika lebih berat dari itu maka alat ini tidak mampu me secara baik. 2. Saran Sistem ini masih perlu dikembangkan lebih lanjut, maka untuk perkembangan selanjutnya agar lebih maksimal ada beberapa saran yang perlu diperhatikan. Diantaranya untuk penggunaan jenis servo harus diperhatikan, diusahakan menggunakan servo yang mempunyai daya torsi yang besar. Selain itu sumber arus dan tegangan harus yang stabil maka disarankan menggunakan sumber daya yang mempunyai ampere yang besar. Untuk penambahan fitur bisa ditingkatkan menggunakan android sebagai sistem kontrol dan tentunya tanpa mengurangi ke efektifan serta keefisiensian sistem tersebut. Serta bisa ditambahkan fitur uap panas sebelum baju mengalami pean. DAFTAR PUSTAKA 1) Esrawati Siregar, Aplikasi Pembangkit PWM Untuk Mengendalikan Kipas Pada Dekstop Komputer Berbasis Mikrokontroler. Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Surakarta. Surakarta. 2) KF.Ibrahim, Prinsip Dasar Elektronika, 1993, hal : 23) 3) Rinaldy Pengendalian Motor ServoYang Terintegrasi Dengan Webcam Berbasis Internet Dan Arduino. Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto. Purwokert. 4) Sudarmanto (2007), Perancangan Sistem Pengendalian Motor Servo Pada Robot Berkaki Menggunakan Microkontroller PIC 16F4. Program Studi Sistem Informasi dan Teknik Informatika, STMIK Teknokrat Bandar Lampung, Yogyakarta 5) Sujarwata (2013).Pengendali Motor Servo Berbasis Mikrokontroler Basic Stamp 2SX Untuk Mengembangkan Sistem Robotika, jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Semarang. 6) Sofana Membangun Jaringan Komputer. Penerbit Informatika: Bandung.

9 7) Yusuf, Pratama Pengontrol Kecepatan Motor Prototype Konveyor Pengangkut Pasir Berdasarkan Jarak Menggunakan Arduino Uno ATMEGA 32P, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Mataram. Mataram. ) Warren, John-David; Adams, Josh; Molle, Harald (July 1, 2011). Arduino Robotics (1st ed.). Apress. p ISBN