ALAT PENDETEKSI SIRKULASI MANUSIA DI DALAM RUANGAN

(MAKALAH)

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Instrumentasi

Oleh

Afifah Nurohmah 141611036

As’ari Dear Sarkoni 141611040

Yenni Yanuarti 141611065

Kelas 2B

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

2016

Kata Pengantar

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat dan rahmat-Nya,

kami dapat menyelesaikan tugas besar ini. Tugas besar ini berjudul “Alat Pendeteksi Sirkulasi

Manusia di Dalam Ruangan.”

Kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak Muhammad Arman selaku dosen

Instrumentasi, yang telah memberikan bimbingan selama pembuatan tugas besar ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini belum sempurna. Oleh karena itu, kami

mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif agar kami dapat menyempurnakan makalah

pada kesempatan berikutnya. Selain itu, kami berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi

pengembangan ilmu instrumentasi khususnya pada jurusan refrigerasi dan tata udara.

Bandung, Desember 2015

Kelompok 8

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan 1

1.3 Metode Penelitian 2

BAB II TEORI DASAR

2.1 Arduino UNO 3

2.2 Sensor Ultrasonik 4

2.3 Buzzer 5

2.4 LED 5

BAB III PERENCANAAN DAN REALISASI SISTEM

3.1 Alat dan Bahan 6

3.2 Deskripsi Alat 6

3.3 Langkah Pembuatan 7

3.4 Diagram Blok 8

3.5 Flowchart 9

3.6 Gambar Skematik 10

3.7 Script Program 11

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA PERANGKAT SISTEM

4.1 Data Pengujian 13

4.2 Analisis 13

4.3 Hasil Akhir 14

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan 14

5.2 Saran 14

DAFTAR PUSTAKA 15

LAMPIRAN 15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era globalisasi ini, ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang sangat pesat. Namun

biasanya hal tersebut diiringi dengan dampak buruk terhadap perilaku masyarakat, misalnya

hilangnya kebiasaan mengantre di tempat umum.

Adanya perkembangan teknologi dan permasalahan yang mengiringinya, membuat

masyarakat tertantang untuk mengembangkan inovasi yang dapat mengatasi hal tersebut. Salah

satu upaya yang dapat dilakukan sebagai mahasiswa adalah dengan membuat miniatur alat

pendeteksi orang yang keluar masuk ruangan. Miniatur ini merupakan inovasi yang cocok untuk

diterapkan di tempat umum karena alat ini dapat mengatur orang untuk memasuki ruangan

secara teratur tanpa bisa mendahului.

1.2 Tujuan

Pembuatan tugas besar ini memiliki tujuan sebagai berikut.

1. Membuat miniatur pendeteksi orang yang masuk dan keluar ruangan dengan

menggunakan komponen-komponen instrumentasi yaitu sensor ultrasonik, Arduino Uno,

Buzzer dan LED sebagai komponen utama.

2. Mengetahui fungsi dan cara kerja dari sensor ultrasonik, Arduino Uno, Buzzer, LED dan

komponen-komponen lain yang digunakan dalam pembuatan tugas besar ini.

3. Mengetahui prinsip dari sistem kontrol, fungsi dan kaitan antara sensor/transduser,

pengontrol dan aktuator.

4. Menganalisa bahasa pemrograman yang digunakan dalam IDE dan kaitannya dengan

hasil akhir alat.

1.3 Metode Penelitian

1. Studi Literatur

2. Perancangan Alat

3. Pembuatan Alat

4. Pembuatan Program

5. Pengujian Sistem

6. Pengumpulan Data

7. Analisa Data

8. Pengambilan Simpulan

BAB II

TEORI DASAR

Dalam pembuatan proyek akhir berbasis Arduino ini, komponen-komponen yang

digunakan antara lain sebagai berikut:

2.1 Arduino UNO

Gambar 2.1 Arduino UNO

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328

(datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat

digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah

koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset.

Arduino UNO merupakan salah satu contoh dari Arduino USB. Arduino USB

menggunakan USB sebagai interface pemrograman atau komunikasi komputer. Arduino UNO

memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya

ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke

DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated

Development Environment (IDE) yang canggih.

IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan

alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu

juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang

dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi

sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi.

2.2 Sensor Ultrasonik HC-SR04

Gambar 2.2 Ultrasonik HC-SR04

HC-SR04 adalah sebuah modul yang berfungsi untuk melakukan pengukuran jarak suatu

benda dengan memanfaatkan sinyal suara ultrasonik.

Pada umumnya, sensor ultrasonik ini berbentuk papan elektronik berukuran kecil yang

dilengkapi dengan beberapa rangkaian elektronik dan dua buah transduser. Transduser pertama

berfungsi sebagai transmitter dan yang lainnya berfungsi sebagai receiver.

Sensor ini bekerja dengan cara menghasilkan gelombang suara pada frekuensi tinggi

yang kemudian akan dipancarkan oleh transduser yang bertindak sebagai transmitter. Pantulan

gelombang yang mengenai benda di depannya akan ditangkap oleh transduser yang bertindak

sebagai receiver. Dengan mengetahui lamanya waktu antara dipancarkannya gelombang

ultrasonik sampai dengan ditangkap kembali oleh receiver, maka akan diketahui jarak dari benda

yang terdapat di depan sensor tersebut.

2.3 Buzzer

Gambar 2.3 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran

listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya, prinsip kerja buzzer hampir sama dengan speaker,

jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan

tersebut dialiri arus sehingga menjadi electromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau

keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada

diafragma, maka setiap gerakan kumparan akan menggerakan diafragma secara bolak-balik

sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

2.4 LED (Light Emitting Diode)

Gambar 2.4 LED

LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monoakromatik

ketika diberi tegangan maju. LED merupakan jenis diode yang terbuat dari bahan

semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED, tergantung pada jenis bahan

semikonduktor yang digunakan.

Cara kerja LED hampir sama dengan dioda yang memiliki dua kutub, yaitu kutub positif

(P) dan kutub negative (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju

dari anoda menuju ke katoada.

BAB III

PERENCANAAN DAN REALISASI SISTEM

3.1 Alat dan Bahan

Secara keseluruhan, perangkat yang digunakan dalam pembuatan alat ini antara lain sebagai berikut :

- Arduino UNO

- Ultrasonik HC-SR04

- Buzzer

- LED 5mm

- Kabel Male-Male

- Kabel Male-Female

- PCB Board

- Arduino Software

3.2 Deskripsi Alat

Miniatur pendeteksi orang yang keluar masuk ruangan menggunakan ultrasonik sebagai

sensor, buzzer dan led sebagai indikator. Alat ini menggunakan ultrasonik hc-sr04 sebagai

sensor, yaitu sensor yang dapat mendeteksi orang yang melwati ruangan dan melakukan

pengukuran jarak dengan Arduino UNO sebagai mikrokontroler.

Gelombang suara berfrekuensi tinggi akan dipancarkan oleh transmitter pada ultrasonik,

lalu pantulan gelombang yang mengenai orang akan ditangkap oleh receiver sehingga ultrasonik

dapat menghitung jarak. Dua buah led dan satu buah buzzer dapat dijadikan indikator ketika

seseorang memasuki ruangan, keluar ruangan dan ketika ada orang lain yang hendak masuk

sebelum orang pertama keluar. Kita dapat mengontrol parameter yang kita inginkan dengan

memodifikasi program dalam Arduino Uno.

a. Ketika ruangan dalam keadaan normal, tidak ada orang yang memasuki ruangan, kedua

led tidak menyala dan buzzer tidak berbunyi.

b. Ketika ada seseorang memasuki ruangan dan terdeteksi ultrasonik pertama, led berwarna

merah akan menyala dan ketika terdeteksi ultrasonik kedua, led berwarna kuning akan

menyala dan led berwarna merah akan mati. Dalam serial monitor di program akan ada

pemberitahuan adanya orang memasuki ruangan.

c. Ketika ada seseorang yang hendak masuk dan di dalam ruangan masih ada orang, orang

kedua tidak dapat memasuki ruangan, karena pada serial monitor terdapat larangan untuk

memasuki ruangan.

d. Ketika orang pertama keluar, ultrasonik akan mendeteksi dan pada serial monitor muncul

pemberitahuan bahwa orang tersebut keluar ruangan.

e. Ketika ruangan telah kosong, orang kedua dapat memasuki ruangan.

3.3 Langkah Pembuatan

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan, beserta datasheet dari setiap

komponen (jika ada)

2. Membuat diagram alir dari alat, kemudian membuat skematik diagramnya.

3. Membuat script program pada IDE berdasarkan diagram alir yang telah dibuat.

4. Membuat sebuah miniatur ruangan sederhana.

5. Merangkai PCB dengan ketentuan sebagai berikut:

Menghubungkan kaki-kaki ultrasonik dengan menggunakan kabel yang disolder pada

papan PCB. Menghubungkan kaki-kaki Vcc kedua ultrasonik, lalu

menghubungkannya ke power 5V pada Arduino. Menghubungkan kaki-kaki ground

pada ultrasonik lalu menghubungkannya lagi ke ground pada Arduino.

Menghubungkan trigpin ultrasonik pertama pada digital pin 10 Arduino.

Menghubungkan echopin ultrasonik pertama pada digital pin 9 Arduino.

Menghubungkan trigpin ultrasonik kedua pada digital pin 12 Arduino.

Menghubungkan echopin ultrasonik kedua pada digital pin 11 Arduino.

6. Memasang kedua ultrasonik pada lubang yang telah dibuat pada dinding miniatur.

7. Menyolder LED pada papan PCB yang dipasang pada dinding miniatur.

8. Menghubungkan kaki positif LED pertama pada digital pin 6 Arduino.

Menghubungkan kaki positif LED kedua pada digital pin 4 Arduino. Menghubungkan

kaki negatif led pertama dan kedua pada resistor 220Ω, lalu resistor tersebut

dihubungkan ke ground pada Arduino.

9. Menghubungkan kaki positif buzzer pada digital pin 8 Arduino dan menghubungkan

kaki negatifnya pada ground Arduino.

10. Mengupload script program pada Arduino yang sebelumnya telah dibuat, lalu

menghubungkannya ke PC dengan menggunakan kabel USB Arduino.

11. Menguji alat dengan menggerakan tangan melewati kedua sensor ultrasonik dengan

arah yang berbeda.

3.4 Diagram Blok

ARDUINO UNO

ULTRASONIC

HC-SR04

LED BUZZER

3.5 Sketsa Diagram Alir

3.6 Skematik Diagram

3.7 Script Program

#define BUZZER 3

#define LEDPIN 6

int echo1Pin = 7;

int trig1Pin = 8;

int echo2Pin = 9;

int trig2Pin = 10;

boolean ADA_ORANG = false;

unsigned long t_SensorA = 0, t_SensorB = 0;

unsigned long t_timer_start = 0, t_timer_delay = 3000; // 3detik

boolean hasChanged = false;

void LedKedipBuzzer(int tDelay=125);

void setup()

Serial.begin (9600);

pinMode(BUZZER, OUTPUT);

pinMode(LEDPIN, OUTPUT);

pinMode(echo1Pin, INPUT);

pinMode(trig1Pin, OUTPUT);

pinMode(echo2Pin, INPUT);

pinMode(trig2Pin, OUTPUT);

;

void loop()

if(!t_SensorA) t_SensorA = Proses_Deteksi(trig1Pin, echo1Pin);

if(!t_SensorB) t_SensorB = Proses_Deteksi(trig2Pin, echo2Pin);

// jalan hanya jika t_SensorA dan t_SensorB 22nya tidak zero

if(t_SensorA && t_SensorB)

LedKedipBuzzer();

if(t_SensorA < t_SensorB) // SensorA ngedetect duluan: masuk

if(ADA_ORANG)

Serial.println("JANGAN MASUK ADA ORANG..!!!");

LedKedipBuzzer(1234);

else

ADA_ORANG = true;

Serial.println("Detected: Masuk");

else // SensorB ngedetect duluan: keluar

ADA_ORANG = false;

Serial.println("Detected: Keluar");

// zerokan lagi

t_SensorA = t_SensorB = 0;

hasChanged = false;

if(hasChanged)

if(millis()-t_timer_start>t_timer_delay)

if( (t_SensorA==0 && t_SensorB>0) || (t_SensorA>0 && t_SensorB==0) )

// ada posisi ngegantung udah 3detik, flush variable

t_SensorA = t_SensorB = 0;

hasChanged = false;

delay(50);

;

unsigned long Proses_Deteksi(int trigPin, int echoPin)

static int duration, distance;

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = (int)((duration/2) / 29.1);

if(distance>5 && distance<45)

hasChanged = true;

t_timer_start = millis();

return t_timer_start;

return 0;

;

void LedKedipBuzzer(int tDelay)

digitalWrite(LEDPIN, HIGH); tone(BUZZER, 3000,500);

delay(tDelay);

digitalWrite(LEDPIN, LOW); noTone(BUZZER);

;

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS PERANGKAT SISTEM

4.1 Pengujian

1. Langkah Pengujian

1. Gerakkan tangan pada sensor ultrasonik pertama lalu ultrasonik kedua dan

menggerakkan tangan pada sensor ultrasonik kedua lalu ultrasonik pertama.

2. Beri keterangan apakah led pertama dan kedua menyala ketika orang pertama

memasuki dan keluar ruangan sebagai indikator terjadi atau tidaknya tindakan

mendahului sebelum orang pertama keluar.

4.2 Data Pengujian

Kondisi Indikator Orang Pertama Orang Kedua Keterangan

Masuk Keluar Masuk Keluar

1 LED merah - - - - Orang kedua

masuk setelah

orang pertama

keluar

LED hijau √ √ √ √

2 LED merah - - √ - Orang kedua

tidak bisa

masuk

sebelum orang

pertama

keluar

LED hijau √ - √ -

3 LED merah - - - - Ketika

ruangan

kosong

LED hajau - - - -

4.3 Analisis

Dari data yang diperoleh, terlihat bahwa arah gerakan tangan mempengaruhi kerja sistem.

Seseorang dikatakan memasuki ruangan ketika orang tersebut terdeteksi oleh sensor pertama,

lalu sensor kedua secara berurutan dan seseorang dikatakan keluar ruangan ketika orang

tersebut terdeteksi sensor kedua dahulu lalu sensor pertama. Maka dari itu, apabila

disimulasikan sebuah gerakan tangan terdeteksi oleh ultrasonik pertama dan kedua secara

berurutan dan ada lagi sebuah gerakan tangan terdeteksi oleh ultrasonik pertama, LED

berwarna hijau akan menyala sebagai indikator bahwa orang pertama belum keluar dan LED

merah akan menyala sebagai indikator bahwa ada orang kedua yang hendak memasuki

ruangan. Orang kedua baru bisa memasuki ruangan ketika orang pertama sudah keluar.

4.4 Hasil Akhir

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

1. Arduino Uno dapat menjadi pengontrol dalam percobaan ini, bergantung dari script

program yang telah dibuat pada IDE.

2. Pada project ini, ultrasonik dapat berfungsi sebagai pendeteksi orang yang keluar

masuk ruangan.

3. Arah berjalannya seseorang yang melewati sensor mempengaruhi kerja sistem dan

output pada serial monitor.

4. LED dan buzzer digunakan sebagai indikator.

5. Sistem ini tidak dapat mendeteksi dua orang yang melewati sebuah sensor yang sama

secara bersamaan, melainkan mendeteksi orang satu persatu.

5.2 Saran

Untuk lebih memperbaiki dan menyempurnakan kinerja dari alat ini, maka kami

menyarankan:

1. Ultrasonik ditempatkan secara berhadapan, sehingga alat ini mampu mengatasi

permasalahan ketika ada dua orang memasuki ruangan secara bersamaan.

2. Dipasang LCD sebagai display ketika ada orang di dalam ruangan.

3. Ditambah sebuah actuator.

DAFTAR PUSTAKA

http://randomnerdtutorials.com/complete-guide-for-ultrasonic-sensor-hc-sr04/

http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html

http://elektronika-dasar.web.id/led-light-emitting-dioda/

http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007/04/buzzer.html

https://unoindonesia.wordpress.com/2013/04/08/desain-skematik-elektronika-dengan-fritzing/

LAMPIRAN

Data Sheet Arduino

Data Sheet Ultrasonik HC-SR04

Data Sheet Buzzer

Data Sheet LED

Rincian Biaya

No Nama Komponen Harga satuan Jumlah beli Jumlah bayar

1 Arduino UNO Rp. 135.000 @1 buah Rp. 135.000

2 Ultrasonic HC-SR04 Rp. 35.000 @2 buah Rp. 70.000

3 Buzzer Rp. 2.500 @1 buah Rp. 2.500

4 LED Rp. 1.000 @2 buah Rp. 2.000

5 Resistor Rp. 200 @2 buah Rp. 400

6 PCB Rp. 8.000 @1 buah Rp. 8.000

7 Kabel male female Rp. 15.000 @1 paket Rp. 15.000

8 Kabel male to male Rp. 15.000 @2 paket Rp. 30.000

9 Lem perekat Rp. 5.000 @2 buah Rp. 10.000

10 Baut Rp. 3.000 @1 paket Rp. 3.000

TOTAL Rp. 275.900