Jemuran otomatis pelindung hujan dengan kombinasi sensor cahaya LDR dan sensor hujan

1.Latar belakang

Dalam kegiatan sehari-hari pada zaman serba modern sekarang, setiap orang umumnya menginginkan segala sesuatu yang mudah dan efisien dikarenakan sangat banyak kegiatan yang dilakukan setiap harinya, oleh sebab itu terkadang membuat orang terlupa akan hal-hal yang dianggap kecil terhadap benda yang dimilikinya sendiri tetapi sebenarnya begitu penting, misalnya dalam hal menjemur pakaian, sofa, kasur dan benda-benda lain yang dapat dijemur.

Salah satunya adalah menjemur pakaian. Pakaian yang dijemur di teras rumah biasanya ditunggu sampai kering oleh sang pemilik, hal ini tentu saja menyita waktu dan kesempatan seseorang untuk beraktifitas di luar rumah, jika meninggalkan rumah selagi pakaian belum kering dapat menimbulkan masalah baru kalau saja hujan turun dan pakaian menjadi basah kembali. Untuk mengatasi persoalan tersebut dibutuhkan sistem kontrol, yaitu dengan cara membuat sistem jemuran otomatis.

Dalam perancangan sistem ini, masalah-masalah yang dipecahkan antara lain sistem pengendali jemuran dan perangkat keras yang digunakan, meliputi perangkat elektronik dan mekanik.

Dari keterangan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa sistem yang akan dibahas ini bekerja berdasarkan perubahan kondisi cuaca sekitar pada suatu waktu tertentu .

2. Batasan masalah

Pada makalah ini pembahasan dibatasi hanya seputar cara kerja sistem, perangkat yang digunakan dan pengandaian susunan sistem yang akan ditempatkan di teras rumah dan juga pembahasan tiap-tiap komponen yang dipakai dalam sistem ini namun tidak membahas rancangan sistem lunak (software) yang digunakan untuk berjalannya sistem

3. Tinjauan Pustaka

Secara garis besar aplikasi jemuran pakaian otomatis ini menggunakan sensor cahaya (LDR) dan IC LM 741 sebagai penguat arus yang keluar dari sensor sehingga bisa mengaktifkan relay. Sistem ini juga menggunakan mikrokontroler ATMega 8355 dan software yang digunakan adalah Bascom AVR lalu menggunakan LCD untuk tampilan serta sensor hujan

3.1 Perangkat keras

Perangkat keras atau hardware adalah perangakat pada sistem yang nampak oleh mata, hardware dalam jemuran otomatis berbasis mikrokontroler ATMega 8355 ini dapat dibagi menjadi dua yaitu bagian mekanik dan bagian elektronik.

Bagian mekanik : Bagian ini adalah bagian yang secara langsung melakukan gerakan, antara lain : Gear box, Motor DC, saklar dan rel .

Bagian elektronik : Bagian ini terdiri dari komponen-komponen elektronika yang dirangkai sedemikian rupa sehinggga dapat mendukung kerja bagian mekanik. Komponen-komponen ini seperti pengendali mikrokontroler ATMega 8355, Adaptor, LCD, sensor hujan, sensor cahaya dan relay.

3.2 Perangkat lunak

Perangkat lunak atau sofware adalah program komputer yang berfungsi sebagai sarana interaksi antara pengguna dan perangkat keras. Perangkat lunak dapat juga dikatakan sebagai 'penerjemah' perintah-perintah yang dijalankan pengguna komputer untuk diteruskan ke atau diproses oleh perangkat keras. Perangakat lunak dalam Jemuran Pakaian Otomatis Dengan Menggunakan Sensor Cahaya (LDR) dan Sensor Hujan ini adalah dengan Bascom AVR.

Bascom AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan/pembuatan program untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler keluarga AVR.

3.3 . Kabel data (Downloader)

Downloader berfungsi untuk memasukkan bahasa pemograman yang telah dibuat kedalam mikrokontroler. Downloader ini akan dimasukkan kedalam port computer lalu dihubungkan ke pin mikrokontroler.

3.4 LDR (Light Dependent Resistor)

LDR adalah sensor cahaya yang bekerja jika terkena cahaya, cir I utama LDR adalah memiliki nilai resistansi yang tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki resistansi yang kecil (mendekati 0) jika terkena cahaya.

Simbol LDR

3.5 Sensor hujan

Sensor hujan merupakan jenis sensor yang akan aktif jika terkena air. Jika sensor terkena air maka jalur antaar port dan ground akan terhubung, sehingga nilai tegangan di port akan bernilai nol karena terhubung langsung dengan ground.

Sensor hujan

3.6 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output .

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data.

Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC) dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.

3.7. Bascom AVR

Bascom AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan /pembuatan program untuk kemudia ditanamkan dan dijanakan oleh mikrokontroler terutama mikrokontroler keluarga AVR. Bascom AVR sering disebut juga dengan IDE ( Integrated Development Environtment) BASCOM-AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya (meng-compile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin) Bascom AVR juga memiliki kemampuan / fitur lain seperti Terminal (monitoring komunikasi serial) dan Programmer (untuk menanamkan program yang sudah di-compile ke microcontroller).

3.7 Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut strator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor(bagian yang berputar).

Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam dalam medan magnet, maka akan timbul

Tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik . Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik fasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan mangnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas diantara kutub-kutub magnet permanen

Prinsip dasar cara kerja .

Jika arus lewat pada suatu konduktor , timbul medan magnet disekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah lilitan arus pada konduktor.

Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor

Aturan genggaman tangan kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan ibu jari mengarah pada arah arus listrik, maka jari jari kita akan menunjuk arah garis fluks. Gambar di bawah ini menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena berbentuk U

.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :

Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, makakedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya padaarah yang berlawanan.

Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan.

Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenagaputaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunanelektromagnetik yang disebut kumparan medan

Pada motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat menyimpan energi, sekaligus tempat berlangsungnya proses perubahan energi. Daerah tersebut dapat dilihat dari gambar di bawah ini

Prinsip kerja motor dc

Agar proses perubahan energi dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan yang disebabkan oleh reaksi lawan. Dengan member arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.

4. Rancangan Sistem

Diharapkan sistem dapat bekerja dengan baik jika dipasang dengan prosedur dan susunan yang benar dan juga tak lupa untuk memperhatikan karakteristik dari tiap-tiap komponen, ini sangat penting terkait dengan fungsi dan kinerja sehingga dapat bekerja maksimal

Sistem ini memiliki fungsi untuk jemuran otomatis sesuai dengan outout dari sensor cahaya (LDR) dan sensor hujan yang selanjutnya output dari sensor tersebut akan diolah oleh mikrokontroler sehingga hasilnya akan ditampilkan ke LCD dn untuk menggerakkan rel jemuran

Secara keseluruhan, perancangan ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software)

4.1 Rancangan perangkat keras

Sistem jemuran berbasis mikrokontroler ATMega 8355 ini dibagi menjadi empat blok yaitu, blok sensor/input, blok kendali, blok tampilan an blok aktuator(penggerak). Masing-masing blok memiliki beberapa komponen .

Blok diagram perangkat keras

4.2 Rancangan mekanik

Pada perancangan mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanik perangkat keras yang mendukung kinerja.

Pembuatan perangkat mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanis yang mendukung kinerja alat dan berkarakter sesuai pada kondisi sesungguhnya. Perencanaan ini terdiri dari pengaturan peletakan posisi sensor hujan, LDR, switch, LCD, rel sebagai tempat jemuran, motor sebagai penggerak

Skema perancangan jemuran

5. Kesimpulan

Dengan menggunakan sistem kontrol ini menjemur dapat lebih praktis dan efisien waktu Sensor cahaya(LDR) dan sensor hujan bekerja bersama-sama untuk menghasilkan output

yang kemudia diolah oleh Mikrokontroler Sistem ini memerlukan catu daya/ batterai, sehingga jika listrik di rumah padam, maka

sistem ini masih dapat bekerja.