Tugas Besar Toilet Otomatis

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan

a) Prosedur
b) Hardware dan diagram blok
c) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
d) Flowchart
e) Video Demo
f) Kondisi
g) Video Simulasi
h) Download File

*Klik teks untuk menuju

1. Pendahuluan [Kembali]

Toilet otomatis adalah sistem yang dapat membersihkan diri sendiri tanpa perlu intervensi manusia. Sistem ini dapat mendeteksi kotoran, bau, dan kelembaban di dalam toilet dan mengaktifkan fungsi pembersihan yang sesuai. Toilet otomatis dapat meningkatkan kebersihan, kenyamanan, dan efisiensi penggunaan air dan listrik di tempat umum atau pribadi. Dengan toilet otomatis, tidak perlu khawatir tentang bakteri, virus, atau jamur yang dapat menimbulkan penyakit dan juga dapat menghemat biaya perawatan dan penggantian toilet yang rusak atau kotor.

Untuk membuat toilet otomatis, dapat menggunakan simulasi proteous, yaitu perangkat lunak yang dapat digunakan untuk mendesain, menguji, dan memvisualisasikan rangkaian elektronik secara virtual. Simulasi proteous dapat membantu membuat prototipe toilet otomatis dengan mudah dan cepat, tanpa perlu membeli komponen fisik. Dapat menggunakan sensor, mikrokontroler, relay, pompa, dan komponen lainnya untuk membuat rangkaian toilet otomatis yang sesuai dengan kebutuhan. Dapat mengatur logika, waktu, dan parameter lainnya dari sistem toilet otomatis dengan menggunakan bahasa pemrograman seperti C atau Arduino.

Contoh rangkaian toilet otomatis yang menggunakan sensor  PIR, gas , infrared, touch, atau sensor lainnya bisa dilihat di YouTube. Sensor PIR (Passive Infra Red) dapat mendeteksi gerakan manusia dalam jarak tertentu dengan mengukur radiasi inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia. Sensor gas dapat mendeteksi konsentrasi gas tertentu di udara, seperti gas metana, karbon monoksida, atau hidrogen sulfida. Sensor infrared dapat mendeteksi keberadaan dan jarak pengguna toilet dengan mengukur radiasi inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia. Sensor touch dapat mendeteksi sentuhan atau tekanan pada permukaan tertentu dengan menggunakan prinsip kapasitif, resistif, atau piezoelektrik.

2. Tujuan [Kembali]

• Mempelajari prinsip dan cara kerja toilet otomatis yang dapat membersihkan diri sendiri tanpa perlu intervensi manusia.
• Mengembangkan keterampilan dan kreativitas dalam mendesain, menguji, dan memvisualisasikan rangkaian elektronik secara virtual.
• Membuat prototipe toilet otomatis yang dapat diimplementasikan di dunia nyata dengan biaya dan waktu yang lebih efisien.
• Menyumbang solusi untuk meningkatkan kebersihan, kenyamanan, dan efisiensi penggunaan air dan listrik di tempat umum atau pribadi.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

a. Motor

b. Led 

 

c. Arduino. 

d. Sensor PIR

e. Sensor gas

 

f. Sensor Infrared

g. Sensor touch

h. Resistor

i. relay

j. baterai

4. Dasar Teori [Kembali]

Modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan

*Klik teks untuk menuju

1. Pendahuluan [Kembali]

Perkembangan teknologi, khususnya di bidang keamanan rumah tangga. Seiring dengan kemajuan teknologi, kebutuhan akan keamanan rumah semakin meningkat, dan produsen berusaha menghadirkan solusi inovatif untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Rumah bukan hanya tempat berteduh, tetapi juga tempat menyimpan barang berharga. Keamanan rumah menjadi pertimbangan utama bagi pemilik rumah.

1. Perkembangan Teknologi Telekomunikasi: Teknologi telekomunikasi dapat dimanfaatkan untuk membangun sistem keamanan yang efektif. Transaksi online dan pengolahan data menjadi lebih cepat dan akurat.

2. Otomasi dalam Keamanan: Otomasi dijelaskan sebagai teknologi yang menggunakan mekanisme, elektronik, dan sistem komputer untuk mengendalikan operasi. Kejahatan online dan kejahatan di dunia nyata menjadi fokus perhatian.

3. Pentingnya Sistem Keamanan Otomatis: Sistem keamanan otomatis menjadi pilihan populer karena biayanya yang terjangkau dan kemampuan operasionalnya. Tingkat keamanan perlu ditingkatkan seiring dengan meningkatnya tingkat kejahatan.

4. Peran Teknologi Elektronika dan Komunikasi: Kemajuan teknologi di bidang elektronika dan komunikasi memungkinkan pengembangan sistem kontrol robot yang dapat dikendalikan melalui smartphone.

5. Internet of Things (IoT): IoT menjadi solusi untuk membangun sistem keamanan yang terhubung, dimana perangkat fisik terkoneksi dan bertukar informasi untuk memberikan manfaat pada infrastruktur.

6. Inovasi dalam Sistem Pintu: Penggunaan kunci tradisional dianggap tidak efisien, dan solusi pintu pintar dengan teknologi seperti kartu RFID, sidik jari, Raspberry Pi, dan kode QR diusulkan untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi.

7. Rancangan Sistem IoT pada Smart Door Lock:

8. bertujuan untuk merancang sistem IoT pada smart door lock untuk meningkatkan keamanan rumah

2. Tujuan [Kembali]

1. Memahami prinsip dasar input dan output pada mikrokontroler.
2. Mampu mengonfigurasi dan mengendalikan LCDsebagai output pada mikrokontroler.
3. Mampu menangkap dan memproses input dari Switch SPDT

3. Alat dan Bahan [Kembali]

  a). Komponen Input

            b). Komponen Output

LCD

            c). Komponen Lainnya

            

        Mikrokontroler

Modul Arduino

       Flame Sensor

    Sensor Vibration

 MQ2

    Logicstate

    Motor DC

4. Dasar Teori [Kembali]

 A. Komponen Input

-Switch

Saklar atau dalam bahasa Inggris disebut Switch adalah salah satu komponen yang penting dalam setiap rangkaian atau perangkat elektronik. Seperti pada artikel yang disebutkan sebelumnya, Saklar atau Switch adalah perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran arus listrik. Meskipun saat ini telah banyak yang menggunakan saklar atau switch elektronik yang menggunakan sensor ataupun rangkaian yang terdiri komponen semikonduktor seperti transistor, IC dan dioda. Namun saklar mekanik atau mechanical switch masih tetap memegang peranan penting pada hampir semua perangkat atau peralatan listrik dan elektronik.

Saklar pada dasarnya merupakan perangkat mekanik yang terdiri dari dua atau lebih terminal yang terhubung secara internal ke bilah atau kontak logam yang dapat dibuka dan ditutup oleh penggunanya. Aliran listrik akan mengalir apabila suatu kontak dihubungkan dengan kontak lainnya. Sebaliknya, aliran listrik akan terputus apabila hubungan tersebut dibuka atau dipisahkan. Selain sebagai komponen untuk menghidupkan (ON) dan mematikan (OFF) perangkat elektronik, Saklar sering juga difungsikan sebagai pengendali untuk mengaktifkan fitur-fitur tertentu pada suatu rangkaian listrik. Contohnya seperti pengatur tegangan pada pencatu daya, Sebagai pengatur Volume di Ponsel ataupun sebagai pengatur.

Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, saklar yang kita gunakan saat ini juga memiliki bentuk dan desain yang berbeda-beda. Ada banyak cara untuk melakukan penggolongan terhadap saklar mekanik ini, salah satunya adalah penggolongan dengan bentuk dan gerakan yang dapat digunakan oleh penggunanya dalam menutup dan membuka kontak.

Jenis-jenis Saklar (Switch) dalam Rangkaian Elektronika

Berikut ini adalah jenis-jenis Saklar listrik mekanik yang digolongkan berdasarkan cara gerakan saklarnya.

1. Push Button Switch (Saklar Tombol Dorong)

Push Button Switch dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan menjadi saklar tombol dorong adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

2. Toggle Switch (Saklar Pengalih)

Toggle Switch atau Saklar Pengalih adalah saklar yang digerakan oleh tuas atau toggle yang miring ke salah satu posisi dari dua posisi atau lebih untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Kebanyakan Saklar Tuas atau Toggle Switch dirancang menetap pada satu posisi, namun ada juga jenis saklar tuas yang memiliki mekanisme pegas internal untuk mengembalikan tuas ke posisi tertentu.

3. Selector Switch (Saklar Pemilih)

Selector Switch atau Saklar Pemilih adalah saklar yang dioperasikan dengan cara memutar dan biasanya digunakan pada rangkaian yang memerlukan pilihan lebih dari 2 posisi. Penggunanya dapat memutar dengan jari tangannya untuk memilih posisi tertentu. Selector Switch ini biasanya diaplikasikan pada Pencatu Daya untuk memilih tegangan yang diinginkan, sebagai pemilih fungsi pengujian (Ohm, Volt, Ampere) pada Multimeter, Pemilih Suhu pada Oven dan lain sebagainya. Pada umumnya, tuas atau kontak Selector Switch ini akan menetap di satu posisi, namun ada juga Selector Switch atau Saklar Pemilih yang memiliki mekanisme pegas internal untuk mengembalikannya ke posisi semula apabila tidak ada yang menahannya (Contoh Selector Switch pada starter mobil). Selector Switch atau Saklar Pemilihnya juga sering disebut dengan Rotary Switch.

4. Limit Switch (Saklar Pembatas)

Limit Switch atau Saklar Pembatas adalah saklar yang banyak digunakan pada mesin-mesin untuk keperluan otomasi industry. Umumnya, di ujung tuas saklar pembatas ini terdapat sebuah bantalan (bearing) roller kecil yang berfungsi untuk mencegah aus-nya tuas pada limit switch tersebut karena kontak berulang kali dengan bagian-bagian mesin. Limit switch atau saklar pembatas biasanya digunakan untuk mengendalikan mesin sebagai bagian dari sistem pengendali, sebagai pengaman dan  penguncian ataupun menghitung objek yang melewati suatu titik. Sederhananya, sebuah limit switch atau saklar pembatas biasanya terdiri dari actuator atau tuas yang secara mekanis terkait dengan sekumpulan kontak. Ketika suatu benda bersentuhan dengan actuator, limit switch tersebut akan mengoperasikan kontaknya untuk menghubungkan atau memutuskan sambungan aliran listrik.

Penggolongan Saklar lainnya

Selain penggolongan berdasarkan bentuk dan gerakannya, saklar mekanis atau mechanical switch juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah kontak dan kondisi yang dimilikinya seperti :

• SPST : Single Pole Single Throw
• SPDT : Single Pole Double Throw
• DPST : Double Pole Single Throw
• DPDT : Double Pole Double Throw
• SP6T : Single Pole Six Throw
• Dan lain sebagainya

    B. komponen Output

        Layar Kristal Cair (LCD) dengan Arduino

        

 LiquidCrystal memungkinkan Anda mengontrol layar LCD yang kompatibel dengan driver Hitachi   HD44780. Ada banyak di luar sana, dan Anda biasanya dapat membedakannya melalui antarmuka 16-pin.

Keluaran sketsa pada LCD 16x2

LCD memiliki antarmuka paralel, artinya mikrokontroler harus memanipulasi beberapa pin antarmuka sekaligus untuk mengontrol tampilan. Antarmuka terdiri dari pin berikut:

• Pin pilihan register (RS) yang mengontrol di mana dalam memori LCD tempat Anda menulis data. Anda dapat memilih register data, yang menampung apa yang ditampilkan di layar, atau register instruksi, yang merupakan tempat pengontrol LCD mencari instruksi tentang apa yang harus dilakukan selanjutnya.
• Pin Baca /Tulis (R/W) yang memilih mode membaca atau mode menulis
• Pin Aktif yang memungkinkan penulisan ke register
• 8 pin data (D0 -D7) . Status pin ini (tinggi atau rendah) adalah bit yang Anda tulis ke register saat Anda menulis, atau nilai yang Anda baca saat Anda membaca.

Ada juga pin kontras tampilan (Vo) , pin catu daya (+5V dan GND) dan pin Lampu Latar LED (Bklt+ dan BKlt-) yang dapat Anda gunakan untuk memberi daya pada LCD, mengontrol kontras tampilan, dan menghidupkan dan mematikan LED lampu latar, masing-masing.

Proses pengontrolan tampilan melibatkan memasukkan data yang berupa gambar apa yang ingin ditampilkan ke dalam register data, kemudian memasukkan instruksi ke dalam register instruksi. Perpustakaan LiquidCrystal menyederhanakan ini untuk Anda sehingga Anda tidak perlu mengetahui instruksi tingkat rendah.

LCD yang kompatibel dengan Hitachi dapat dikontrol dalam dua mode: 4-bit atau 8-bit. Mode 4-bit membutuhkan tujuh pin I/O dari Arduino, sedangkan mode 8-bit membutuhkan 11 pin. Untuk menampilkan teks di layar, Anda dapat melakukan hampir semua hal dalam mode 4-bit, jadi contoh menunjukkan cara mengontrol LCD 16x2 dalam mode 4-bit.

    C. Komponen Lainnya

      Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. 

Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :

 

Arduino Uno

Bagian-bagian arduino uno:

-Power USB

Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.

-Power jack

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

-Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan             16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

-Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

-Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

-Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

-LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

Bagian - bagian pendukung:

-RAM

RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).

-ROM

ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

       Flame Sensor

      Spesifikasi dari Flame Sensor :

          ·         Tegangan operasi SENSOR FLEX: 0-5V

          ·         Dapat beroperasi pada tegangan RENDAH

          ·         Peringkat daya: 0,5Watt (kontinu), 1 Watt (puncak)

          ·         Hidup: 1 juta

          ·         Suhu pengoperasian: -45ºC hingga + 80ºC

          ·         Resistensi Datar: 25K Ω

          ·         Toleransi Resistansi: ± 30%

          ·         Kisaran Resistensi Tikungan: 45K hingga 125K Ohm (tergantung pada tikungan)

    Sensor Vibration

Spesifikasi :
    -Vsuplai : DC 3.3V-5V
    -Arus : 15mA
    -Sensor : SW-420 Normally Closed
    -Output : digital
    -Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
    -Berat : 10 g

    MQ2

Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang  mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.

Logicstate

 Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC. Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. 

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).