Prototypegerbangotomatis Dengan Sensor Suara

7/25/2019 Prototypegerbangotomatis Dengan Sensor Suara

1/3

GUNADARMA UNIVERSITY LIBRARY : http://library.gunadarma.ac.id 1

PROTOTYPE GERBANG OTOMATIS

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN

SENSOR SUARA

Ari Prabowo (10402156)AbstractABSTRAKSI Ari Prabowo,

10402156/20023137710250022 PROTOTYPE GERBANGOTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIKDAN SENSOR SUARA Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elek-tro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma,2010 Kata Kunci : Sensor Ultrasonik, Sensor Suara.(xiii + 79 Halaman + Lampiran ) Prototype gerbangotomatis ini dimaksudkan untuk membuka dan menutupgerbang dari sebuah gudang sehingga para pengemuditruk tidak perlu turun dari kendaraan untuk membukakangerbang. Pada alat ini menggunakan dua buah sensoryaitu sensor ultrasonik dan sensor suara. Sensor ultrasonikakan menggerakan sebuah motor membuka gerbang jikamendeteksi adanya truk yang mendekati gudang. Setelah

gerbang terbuka rangkaian delay timer akan menundawaktu tutup gerbang sehingga seluruh badan truk sudahbenar-benar berada didalam gudang, dan jika waktu tundatutup selesai maka gerbang akan kembali menutup. Danuntuk membuka gerbang dari dalam gudang cukup denganmembunyikan klakson dari truk tersebut maka sensorsuara akan berkerja membuka gerbang. Pada prototypeini, gerbang akan terbuka secara otomatis jika posisi trukberada 2 cm dari gudang dan lamanya waktu agar gerbangmenutup kembali dapat diatur selama 10 detik, 5 menit,10 menit dan 15 menit. Komponen utama lainnya padaalat ini adalah sebuah op-amp TL084, timer 555, SCR,dan transistor driver untuk menggerakan motor. DaftarPustaka ( 1985- 2004) iii

I. Chapter 1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang MasalahBerkembangnya teknologi di bidang elektronika telahmemberikan sumbangan positif, pada bidang industri dan

juga kehidupan manusia. Kebutuhan akan otomatisasiperalatan yang biasa dilakukan secara manual oleh manu-sia kini dapat dilakukan secara otomatis oleh rangkaianelektronika, atau bahkan perpaduan dari rangkaian elec-tronika dan mesin dimana otomatisasi peralatan dapatmemberikan kemudahan, keamanan pada manusia dan

juga mengurangi human error. Dengan mengangkat per-masalahan otomatisasi diatas, maka penulis bermaksudmembuat pemodelan dari suatu alat yang mampu mem-

berikan kontrol otomatis buka-tutup menggunakan sensorultrasonik dan sensor suara sebagai pendeteksinya yangpenerapannya pada pintu masuk / keluar gerbang. Alurkerja dari setiap rangkaian dapat dilihat dari diagram blokdibawah ini. 1

2 Mekanisme kerja dari prototype ini adalah sensor Ul-trasonik akan menggerakan motor agar membuka gerbang

jika mendeteksi adanya truk pada muka gerbang luar yangakan bongkar muat. Setelah gerbang benar-benar terbukalimit switch atas (LS) akan tertekan oleh gerbang sehinggadelay timer akan menunda waktu tutup gerbang selama 5menit guna memberikan waktu untuk truk masuk ke dalam

gudang dan jika waktu telah habis maka gerbang akan ter-tutup. Dengan menggunakan sensor suara gerbang dapatdibuka kembali dari dalam gudang jika supir truk mem-bunyikan klakson. Berikut ini adalah diagram blok darisetiap rangkaian delay timer, sensor ultrasonik dan, sensorsuara. Sensor Ultrasonik Delay Timer Sensor Suara

3 Prinsip kerja rangkaian berdasarkan tiap-tiap blokadalah sebagai berikut : Sensor Ultrasonik MultivibratorAstabil, berkerja sebagai pembangkit pulsa kotak denganfrekuensi 41.1 Khz. Transducer ultrasonik Tx, berkerjasebagai pengubah pulsa kotak yang dibangkitkan Multivi-

brator astabil menjadi gelombang suara dengan frekuensisebesar 41.1 Khz yang kemudian gelobang suara tersebutakan dipancarkan kesegala arah. Transducer ultrasonikRx, berkerja menerima pantulan.......

For further detail, please visit UG Library(http://library.gunadarma.ac.id)

II. Chapter 2

BAB II LANDASAN TEORI Pada bab ini menjelaskantentang teori dasar dari setiap komponen utama yang di-gunakan pada perancangan alat Buka Tutup GerbangOtomatis Dengan Menggunakan Sensor Ultrasonik DanSensor Suara . 2.1. Transducer ultrasonik Ultrasonik

adalah suara atau getaran dengan jangkauan frekuensi20 kHz 20MHz yang terlalu tinggi untuk bisa didengaroleh telinga manusia. Dalam hal ini, gelombang ultra-sonik merupakan gelombang yang memiliki keistimewaankarena dapat memantul apabila dipantulkan pada benda.Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonikpada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis darisebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans den-gan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efekpiezoelektrik). Pada transmitter ultrasonik yang terbuatdari bahan piezoelektrik jika diberikan sebuah sinyal listrikyang diumpankan ke piezoelektrik maka akan terjadi reaksimekanik sehingga bergetar dan memancarkan gelombang

yang sesuai dengan besar frekuensi pada osilator. Danpada sisi receiver dari transduser ultrasonic yang pulamenggunakan bahan piezoelektrik akan membangkitkantegangan listrik pada saat gelombang ultrasonik datangdengan frekuensi yang resonan sehingga 8

9 menggetarkan bahan piezoelektrik karena bahanpiezoelektrik memiliki reaksi yang reversible yaitu mampubertindak sebagai transmitter dan juga sebagai receiver.2.2. Op Amp (Operating Amplifier) Op Amp adalah su-atu komponen yang digunakan untuk menguatkan tegan-gan AC maupun DC, hanya sampai batas tegangan sat-urasinya (Vsat), yaitu dibawah nilai dari tegangan catu.


2/3

2 GUNADARMA UNIVERSITY LIBRARY : http://library.gunadarma.ac.id

Penguat Op Amp mempunyai 2 kaki input, pembalik(inverting), dan tidak membalik (noninverting). 2 Kakitegangan catu yaitu catu positif, dan catu negatif. 1 kakitegangan output. (Gambar 2.1 Simbol dari Op - Amp).Penguat Op Amp memiliki penguatan yang berasal daridalam Op Amp itu sendiri (Aol) yaitu sebesar 200.000 Xatau bahkan lebih, dan juga penguatan yang berasal dariluar op-amp yang bergantung pada dua buah resistor, akantetapi kembali pada sifat Op.......


III. Chapter 3

BAB III PERANCANGAN ALAT 3. 1. Blok DiagramRangkaian Keseluruhan Pada perancangan alat ini meng-gunakan 3 buah rangkaian yang digunakan untuk men-gatur motor agar dapat menaikan dan menurunkan ger-bang. Seperti ditunjukan pada diagram blok dibawah ini

Gambar 3.1 Blok Diagram rangkaian secara keseluruhanRangkaian Sensor Ultrasonik yang berada pada bagianatas gerbang luar gudang akan berkerja membuka ger-bang jika gelombang ultrasonik yang dipancarkan trans-mitter (T) diterima oleh receiver (R), yaitu ketika terdapattruk pada muka gerbang luar gudang yang dengan tinggibody truknya mampu memantulkan balik gelombang Ul-trasonik sehingga diterima oleh receiver (R). RangkaianDelay Timer bertugas untuk menunda proses tutup ger-bang yang dapat diatur selama 10 detik s/d 15 menit, agartruk yang akan melakukan proses bongkar muat sudah be-nar - benar berada di dalam gudang, setelah waktu tundaselesai maka pintu akan tertutup secara otomatis. Rangka-

ian Sensor Suara, akan membuka gerbang dari dalam gu-dang jika mikrophone menerima suara dengan frekuensidiatas 723.4 Hz. 30

31 3.2 Rangkaian Sensor Ultrasonik Pada rangkaianSensor Ultrasonik ini terdiri dari beberapa blok yaitu,blok pembangkit gelombang ultrasonik (transmitter), blokreceiver yang terdiri dari blok penguat gelombang, fil-ter, converter ac ke dc, pembanding (komparator), danyang terakhir SCR, yang masing masing blok berkerjasecara berkaitan. Gambar 3.2. Diagram blok Sensor Ul-trasonik Pada blok transmitter Ultrasonik, astabil mul-tivibrator berguna sebagai pembangkit gelombang kotak

dengan frekuensi 41.1 kHz lalu oleh transducer Ultrasonik(T) gelombang kotak tersebut diubah menjadi gelombangsuara ultrasonik yang akan dipancarkan kesegala arah.Oleh badan truk gelombang suara tersebut akan dipan-tulkan yang kemudian pantulan diterima oleh transducerultrasonik (R) lalu diubah menjadi gelombang listrik si-nusoidal (AC), karena tegangan yang dihasilkan masihdalam orde mV maka tegangan tersebut diperkuat sebe-sar 1000X. Tegangan AC yang telah diperkuat tersebutkemudian akan ditapis oleh Bandpass Filter.......


IV. Chapter 4

BAB IV UJICOBA DAN ANALISA 4.1 Titik PengujianSensor Ultrasonik Setelah perancangan alat dapat diwu-

judkan maka langkah selanjutnya adalah pengujian rangka-ian secara perblok guna mengetahui cara kerja alat danfungsi dari alat secara keseluruhan. Titik pengujian padasensor ultrasonik antara lain : a. Titik 1, pada rangkaian

astabil multivibrator b. Titik 2, pada rangkaian penguattegangan c. Titik 3, pada rangkaian comparator d. Titik 4,pada rangkaian SCR. Gambar 4.1 Titik Pengujian Rangka-ian Sensor Ultrasonik 60

61 4.1.1. Titik 1, Astabil Multivibrator Tujuan pen-gujian : Mengetahui bentuk gelombang dan besarnyafrekuensi yang dihasilkan oleh astabil multivibrator. Alatyang digunakan : Osiloscope Langkah-langkah pengujian: 1. Kaki 3 yaitu output dari NE 555 dihubungkanpada oscilloscope. 2. Amati lamanya pulsa waktu tinggi(thigh) dan waktu pulsa rendah (tlow) Analisa hasil pengu-

jian : Nilai waktu yang didapat dari oscilloscope, melaluipersamaan f = 1 / T = 1 / (tlow + thigh) kemu-

dian dibandingkan dengan perhitungan frekuensi secarateori. Berdasarkan teori yang didapat dari literature,maka frekuensi yang dihasilkan oleh astabil multivibratoradalah: F = 1.44 / ((R9 + 2R10) * C) Dengan RA = 15k RB = 10 k

62 Maka f = 1.44 / ((15 k + 2*10 k) * 1nf) = 41.1 kHzLamanya waktu pulsa tinggi (thigh) adalah 8 s, dan waktupulsa rendah (tlow) adalah 16 s sehingga didapatkan pen-gukuran frekuensi menggunakan oscilloscope adalah sebe-sar 41.66 kHz yang didapat dari F = 1/ (tlow + thigh ) =1/(16 s + 8 s ) = 41.66 kHz


V. Chapter 5

BABV PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Pada sensor ul-trasonik mampu berkerja membuka gerbang dengan baikpada waktu siang hari, namun ketika pada malam hariyaitu ketika suhu udara turun maka sensor ultrasonik men-galami gangguan, yaitu Sensor akan memberikan perin-tah buka pada gerbang walaupun sensor tidak mendeteksiadanya benda. 2. Pada Delay Timer juga dapat berfungsidengan baik namun pada perancangannya memiliki keku-rangan yaitu ketika badan dari truk belum seluruhnya be-rada di dalam gudang namun jika waktu yang diset un-tuk menunda telah habis, maka Delay Timer akan tetap

berkerja menutup gerbang sehingga badan truk/ bendayang masih berada diluar akan terhimpit oleh gerbang. 3.Pada sensor suara mampu berkerja dengan baik membukagerbang gudang, namun dikarenakan pada op-amp meng-gunakan penguatan maksimum sebesar 94x maka ketikasensor suara menerima suara dengan frekuensi dibawah723,4 Hz maka sudah cukup untuk membuat motor berk-erja membuka gerbang. 5.2. Saran 1. Pada sensor ultra-sonik dapat mengganti resistor pembagi tegangan (Rreff)pada comparator E dengan sebuah termistor 20 kohm di-mana nilai resistansinya akan naik jika suhu udara sekitarturun. 78


3/3

PROTOTYPE GERBANG OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN SENSOR SUARA 3

79 2. Pada delay timer kekurangan dalam perancan-gan dapat diatasi dengan menambahkan sebuah sensor in-framerah dan photodioda yang akan menunda penutupangerbang jika masih terdapat badan truk/ benda yang ter-deteksi oleh sensor inframerah.

.......For further detail, please visit UG Library

(http://library.gunadarma.ac.id)

Documents

Prototypegerbangotomatis Dengan Sensor Suara