Ventilasi Otomatis Menggunakan Sensor PIR dengan Arduino UNO

Oleh :Annisa Pramudhita (131611036)

Asep Suherman (131611037)Ryans Hardyanto (131611054)Ulfah Hasanah (131611059)

(2B)Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

D3 Teknik Pendingin dan Tata Udara2014

Latar BelakangIlmu pengetahuan dan teknologi merupakan hal-hal yang paling dibutuhkan masyarakat di era globalisasi ini dalam rangka memenuhi kebutuhan hidup. Ilmu pengetahuan dan teknologi senantiasa berkembang seiring berjalannya waktu, sehingga kebutuhan-kebutuhan masyarakat tersebut dapat dengan mudah terpenuhi. Kemajuan teknologi dan kemajuan ilmu Tata Udara membuat masyarakat tertantang untuk menciptakan terobosan baru dalam mengatasi kebutuhan-kebutuhan dan permasalahan yang timbul. Salah satu upaya yang dapat dilakukan sebagai mahasiswa mengenai hal tersebut adalah membuat miniatur ventilasi otomatis. Miniatur ini merupakan suatu kombinasi yang serasi untuk mengatasi permasalahan dalam bidang Tata Udara yaitu mengenai ventilasi, mengingat banyaknya ruangan yang memiliki ventilasi kurang layak yang sudah sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

TujuanPembuatan tugas besar ini memiliki tujuan sebagai berikut.• Membuat miniatur ventilasi otomatis pada suatu

ruangan dengan menggunakan komponen-komponen instrumentasi yaitu sensor PIR, Arduino Uno, Servo dan LED sebagai komponen utama.

• Mengetahui fungsi dan cara kerja dari sensor PIR, Arduino Uno, Servo, LED dan komponen-komponen lain yang digunakan dalam pembuatan tugas besar ini.

• Mengetahui prinsip dari sistem kontrol, fungsi dan kaitan antara sensor/transduser, pengontrol dan aktuator.

• Menganalisa bahasa pemrograman yang digunakan dalam IDE dan kaitannya dengan hasil akhir alat.

Sumber Ide• http://belajarduino.blogspot.com/2014/01/

ventilasi-otomatis-menggunakan-masukan.html#more

• https://www.youtube.com/watch?v=DCyYFVpDbEA

Deskripsi

Miniatur dari ventilasi dalam ruangan kecil yang jendelanya digerakkan oleh servo, menggunakan sensor

PIR dengan LED sebagai indikator.

Percobaan ini menggunakan sensor PIR (Passive Infrared Receiver), yaitu sensor untuk menggerakan servo

dengan Arduino Uno sebagai mikrokontroller.Radiasi sinar infra merah dari gerakan manusia

ditangkap oleh sensor PIR. Beberapa buah LED dapat digunakan menjadi indikator ketika seseorang memasuki ruangan, tidak ada yang memasuki ruangan, atau terlalu banyak orang di dalam ruangan. Kita dapat mengontrol

parameter yang kita inginkan dengan memodifikasi program dalam Arduino Uno.

• Ketika keadaan ruangan normal, lampu hijau menyala.

• Ketika seseorang memasuki ruangan melewati sensor PIR, servo akan begerak sejauh 15ᵒ. Bersamaan dengan ini, lampu biru menyala.

• Ketika ruangan dianggap penuh (servo sudah bergerak sejauh 90ᵒ) maka lampu merah akan menyala

• Setelah itu, servo bergerak mundur sejauh 90ᵒ dengan pergerakan masing-masing 15ᵒ selama delay tertentu yang menandakan bahwa orang-orang yang di dalam ruangan meninggalkan ruangan. Pada kondisi ini, PIR tidak mendeteksi gerakan manusia.

Alat dan Bahan

Arduino UNO PIR sensor Mini Servo Transformator CT 500mA

Kabel

220 Ohm Resistor

1 Kapasitor 220uF

Papan PCB 2 Dioda 1N4002 3 LED

Miniatur Ruangan

ARDUINO UNOArduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog.

Mikrokontroler ATmega328

Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang

disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh

bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

SENSOR PIR• PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah

sensor berbasiskan infrared. 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.

SERVO• Motor servo adalah sebuah

motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol.

• Pada percobaan ini, servo digunakan sebagai miniatur penggerak jedela. Servo yang digunakan pada percobaan ini adalah SG90 9 g Micro Servo.

LED• LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari

bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

• Pada percobaan ini, LED digunakan sebagai indikator kondisi ruangan

RESISTORResistor adalah komponen elektronik yang berfungsi menahan arus litrik. Karena arus listrik berhubungan dengan tegangan listrik, sehingga jika suatu tegangan listrik dilewatkan pada resistor maka akan terjadi penurunan pada tegangan tersebut.

Langkah Pembuatan• Siapkan semua alat dan bahan, kemudian

datasheet dari Arduino, PIR dan servo• Buat diagram alir untuk mempermudah membuat

script program pada arduino• Buat script program pada arduino• Rangkai PCB untuk adaptor, kemudian untuk

rangkaian resistor pada lampu• Buat miniatur ruangan yang didalamnya sudah

terdapat sensor PIR dan LED, kemudian pasangkan miniatur jendela pada servo

• Hubungkan sesuai dengan diagram rangkaian :• Rangkaian PCB adaptor pada servo,• Rangkaian PCB resistor pada lampu dan pin arduino,• PIR pada arduino.

• Upload script yang telah dibuat ke IDE, arduino dihubungkan dengan PC menggunakan kabel USB

• Setelah di upload, uji dengan mendekatkan tangan kepada sensor PIR, kemudian lihat hasilnya.

Flow Chart

Script Program

Gambar Rangkaian

Pengujian1. Langkah Pengujian

a. Gerakkan tangan atau anggota badan pada sensor PIR sesuai dengan jarak-jarak tertentu.

b. Beri keterangan apakah servo dapat bergerak pada jarak tersebut atau tidak.

Jarak

(cm)

Sudut

0ᵒ 60ᵒ (Atas) 60ᵒ(Bawah) 60ᵒ (Kanan) 60ᵒ (Kiri)

3 √ √ √ √ √

6 √ √ √ √ √

9 √ √ √ √ √

12 √ √ √ √ √

40 √ √ √ √ √

100 √ √ √ √ √

150 √ √ √ √ √

200 √ √ √ √ √

300 √ √ √ √ √

400 √ √ √ √ √

500 √ √ √ √ √

510 − − − − −

Data Pengujian

Ket : √ = Sensor PIR mendeteksi sinyal inframerah dari tubuh manusia. − = Sensor PIR tidak mendeteksi sinyal inframerah dari tubuh manusia.

AnalisaDari data yang diperoleh terlihat bahwa sensor PIR hanya dapat mendeteksi sinyal inframerah maksimal dengan jarak 500cm (5 meter) dan dengan sudut maksimal 60ᵒ. Hal ini sesuai dengan spesifikasi dari datasheet PIR. Dari proyek yang kami buat, dapat dibuktikan bahwa perangkaian alat dan script program yang kami buat itu sesuai dengan hasil yang diinginkan, yaitu saat sensor PIR tidak mendeteksi sinyal inframerah maka LED yang berwarna hijau akan menyala, saat sensor PIR mendeteksi adanya sinyal inframerah maka LED yang berwarna biru akan menyala. LED biru akan menyala setiap sensor PIR menangkap sinyal inframerah hingga servo yang menjadi aktuatornya akan berputar hingga 90ᵒ, lalu untuk menandakan bahwa servo sudah berputar hingga 90ᵒ kami menggunakan indikator LED yang berwarna merah, selanjutnya servo akan kembali ke posisi awal dengan delay waktu tertentu.

Hasil Akhir

Kesimpulan- Arduino Uno dapat menjadi pengontrol dalam

percobaan ini, bergantung dari script program yang telah dibuat pada IDE

- Miniatur dapat berfungsi sesuai dengan apa yang diharapkan, meskipun masih mempunyai kelemahan

- Miniatur ini dapat digunakan pada penerapan lainnya dalam kehidupan sehari-hari

- Datasheet alat sangat diperlukan dalam melakukan percobaan

SaranUntuk lebih memperbaiki dan menyempurnakan kinerja dari alat ini, maka kami menyarankan : 1. Gunakan 2 sensor PIR, untuk keluar dan masuk agar servo bisa berputar kembali otomatis dengan deteksi PIR, bukan dengan timer pada program.2. Pertimbangkan dengan matang rancang bangun, khsusunya pada pembuatan jendela yang dihubungkan pada servo.3. Bisa ditambahkan buzzer sebagai indikator tambahan.