MODUL 4

Smart Parking Area

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan

• a. Prosedur
• b. Hardware
• c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
• d. Flowchart
• e. Video Demo
• f. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

            Salah satu masalah sosial yang sering terjadi di indonesia yaitu pencurian. Kasus-kasus pencurian yang semakin meningkat tidak hanya merugikan masyarakat secara ekonomi, tetapi juga menimbulkan rasa tidak aman dan ketidaknyamanan di berbagai lingkungan.

            Kondisi ekonomi yang sulit sering kali menjadi salah satu penyebab utama meningkatnya tindak kejahatan, termasuk pencurian. Tingkat pengangguran yang tinggi, kemiskinan, dan ketimpangan ekonomi dapat mendorong individu untuk melakukan tindakan kriminal sebagai cara untuk memenuhi kebutuhan hidup mereka.

            Pencurian itu bisa terjadi karena kurangnya pengawasan dan keamanan. Banyak daerah di Indonesia, terutama di kawasan perkotaan yang padat, kurang memiliki sistem pengawasan dan keamanan yang memadai. Keterbatasan jumlah personel keamanan, baik dari pihak kepolisian maupun keamanan swasta, membuat banyak tempat menjadi rentan terhadap tindak kejahatan.

            Kemajuan teknologi saat ini memungkinkan pengembangan sistem parkir pintar (Smart Parking Area) yang lebih canggih dan multifungsi. Integrasi berbagai sensor seperti sensor sentuh (touch sensor), sensor inframerah (IR), sensor Light Dependent Resistor (LDR), sensor gas, dan sensor api dalam sistem parkir tidak hanya meningkatkan efisiensi dan kenyamanan, tetapi juga menambah aspek keamanan dan keberlanjutan lingkungan.

2. Tujuan [Kembali]

Tujuan utama dari pembuatan smart parking area dengan menggunakan sensor inframerah, sensor gas, sensor LDR, sensor sentuh, dan flame sensor adalah untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan kenyamanan dalam pengelolaan area parkir. Sistem ini dirancang untuk mendeteksi keberadaan kendaraan, kebocoran gas, perubahan intensitas cahaya, serta api atau kebakaran, sekaligus mempermudah interaksi pengguna melalui teknologi sentuh. Dengan otomatisasi dan deteksi dini, smart parking area dapat mengurangi waktu pencarian tempat parkir, menghemat energi melalui pencahayaan otomatis, meningkatkan keselamatan dengan peringatan dini terhadap bahaya, dan menyediakan pengalaman parkir yang lebih nyaman dan aman bagi pengguna.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

1). Solder

2). Jumper

3). Adaptor 12v

Bahan

1). Arduino uno

               

     Spesifikasi 

2). LCD 

         Spesifikasi :

• Tegangan operasi LCD ini adalah 4.7V-5.3V
• Ini mencakup dua baris di mana setiap baris dapat menghasilkan 16 karakter.
• Pemanfaatan arus adalah 1mA tanpa lampu latar
• Setiap karakter dapat dibangun dengan kotak 5×8 piksel
• Alfanumerik LCD alfabet & angka
• Apakah tampilan dapat bekerja pada dua mode seperti 4-bit & 8-bit
• Ini dapat diperoleh dalam Lampu Latar Biru & Hijau
• Ini menampilkan beberapa karakter yang dibuat khusus

 3) Motor DC

Spesifikasi :

4) Motor Servo

            spesifikasi : 

5). Relay

Spesifikasi tipe relay: 5VDC-SL-C
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5

6). LED

7). Buzzer

                                                        

Buzzer Features and Specifications

• Rated Voltage: 6V DC
• Operating Voltage: 4-8V DC
• Rated current: <30mA
• Sound Type: Continuous Beep
• Resonant Frequency: ~2300 Hz 
• Small and neat sealed package
• Breadboard and Perf board friendly

8). Sensor Touch

Pin Out

Spesifikasi

Grafik Respon Sensor Touch

9). Sensor Infrared

• 5VDC Operating voltage

• I/O pins are 5V and 3.3V compliant

• Range: Up to 20cm

• Adjustable Sensing range

• Built-in Ambient Light Sensor

• 20mA supply current

• Mounting hole

10). Sensor Flame

Spesifikasi :
- Jangkauan spektrum : 760 - 1100 (nm)
- Sudut yang terdeteksi : 0° - 60°
- Catu Daya : 3,3V - 5,3V
- Temperatur Kerja : -25°C sampai 85°C
- Dimensi : 27,3 x 15,4 (mm)

11). Sensor LDR

Spesifikasi Sensor Cahaya LDR

1. Supply : 3.3 V – 5 V (arduino available)

2. Output Type: Digital Output (0 and 1) 

3. Inverse output

4. Include IC LM393 voltage comparator

5. Sensitivitasnya dapat diatur 

6. Dimensi PCB size: 3.2 cm x 1.4 cm

12).  Gas Sensor ( MQ 2 )

Spesifikasi 

• Sensitivitas tinggi dengan area deteksi luas
• Long life
• Detection gas : LPG, i-butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen
• Concentration : 200 - 5000 ppm (LPG dan Propane), 300 - 5000 ppm (Butane), 5000 - 20000 ppm (Methane), 300 - 5000 ppm (Hidrogen), 100 - 2000 ppm (Alkohol)
• Circuit Voltage (Vc) : 5V
• Heating Voltage (Vh)  : 1.4V-5V
• Heating Time Th (High) : 60s
• Heating Time Th (Low) : 90s
• Load Resistence (RL) : Adjustable
• Heater resistance (Rh) : 33 ohm
• Heater Consumption : <800 mW
• Sensing resistance : 3K ohm - 30K ohm (pada 1000 ppm iso Butane)
• Preheat time : >24 jam

4. Dasar Teori [Kembali]

a. Arduino Uno 

    Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifatopen-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware arduino memiliki prosesor Atmel AVR dan software arduino memiliki bahasa pemrograman C.Memori yang dimiliki oleh Arduino Uno sebagai berikut : Flash Memory sebesar 32KB, SRAM sebesar 2KB, dan EEPROM sebesar 1KB. Clock pada board Uno menggunakan XTAL dengan frekuensi 16 Mhz. Dari segi daya, Arduino Uno membutuhkan tegangan aktif kisaran 5 volt, sehingga Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB. Arduino Uno memiliki 28 kaki yang sering digunakan. Untuk Digital I/O terdiri dari 14 kaki, kaki 0 sampai kaki 13, dengan 6 kaki mampu memberikan output PWM (kaki 3,5,6,9,10,dan 11). Masing-masing dari 14 kaki digital di Uno beroperasi dengan tegangan maksimum 5 volt dan dapat memberikan atau menerima maksimum 40mA. Untuk Analog Input terdiri dari 6 kaki, yaitu kaki A0 sampai kaki A5. Kaki pin merupakan tempat input tegangan kepada Uno saat menggunakan sumber daya eksternal selain USB dan adaptor.

ATMega328 merupakan bagian mikrokontroler yang ada pada arduino R3 keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

4. 32 x 8-bit register serba guna.

5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

Pada Arduino uno terdapat beberapa PIN seperti:

- PB5/SCK : Pin PB5/SCK pada Arduino Uno adalah salah satu pin pada PORTB yang digunakan sebagai input/output digital. Fungsinya adalah sebagai pin clock untuk komunikasi serial pada mode SPI (Serial Peripheral Interface

Pada Proteus, fungsi input/output pada pin dapat diatur menggunakan instruksi pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite()

- PB4/MISO : Pin PB4/MISO pada Proteus adalah salah satu pin pada PORTB yang digunakan sebagai input/output digital pada Arduino Uno. Fungsinya adalah sebagai pin input untuk komunikasi serial pada mode SPI (Serial Peripheral Interface.

Pada Proteus, fungsi input/output pada pin dapat diatur menggunakan instruksi pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite()

- PB/OC : Fungsinya adalah sebagai pin output PWM (Pulse Width Modulation) yang dapat menghasilkan sinyal gelombang dengan lebar pulsa yang dapat diatur 

Pada Proteus, fungsi input/output pada pin dapat diatur menggunakan instruksi pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite(Pin PB1/OC1A pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai output PWM dengan menggunakan instruksi analogWrite()

- PWM

PWM (Pulse Width Modulation) adalah sebuah teknik yang penting dalam penggunaan Arduino untuk berbagai aplikasi. Teknik ini melibatkan penggunaan timer internal mikrokontroler dan fitur modulasi lebar pulsa untuk menghasilkan sinyal dengan lebar pulsa yang dapat dikontrol. PWM umumnya digunakan untuk mengontrol kecepatan motor DC, menyesuaikan kecerahan lampu LED, mengatur posisi motor servo, merancang sistem pemanas, dan menghasilkan sinyal audio melalui speaker. Selain itu, PWM juga digunakan untuk mengubah listrik DC menjadi AC, mengatur kecepatan motor, menerapkan sumber daya switching, dan meredupkan lampu DC. Dalam konteks Arduino, PWM dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal keluaran analog, memungkinkan perangkat digital menghasilkan gelombang keluaran variabel.

b. LCD

        LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah terdiri dari 16 karakter dan 2 baris, mempunyai 192 karakter tersimpan, terdapat karakter generator terprogram, dapat dialamati dengan mode 4 bit dan 8 bit, dilengkapi dengan back light.

        Proses inisialisasi pin arduino yang terhubung ke pin LCD RS, Enable, D4, D5, D6, dan D7, dilakukan dalam baris LiquidCrystal (2, 3, 4, 5, 6, 7), dimana LCD merupakan variabel yang dipanggil setiap kali intruksi terkait LCD akan digunakan. 

       Pada Proyek Akhir ini LCD dapat menampilkan karakternya dengan menggunakan library yang bernama LiquidCrystal. Berikut ada beberapa fungsifungsi dari library LCD: 

1. begin() Untuk begin() digunakan dalam inisialisasi interface ke LCD dan mendefinisikan ukuran kolom dan baris LCD. Pemanggilan begin() harus dilakukan terlebih dahulu sebelum memanggil instruksi lain dalam library LCD. Untuk syntax penulisan instruksi begin() ialah sebagai berikut. lcd.begin(cols,rows) dengan lcd ialah nama variable, cols jumlah kolom LCD, dan rows jumlah baris LCD. 
2. clear() Instruksi clear() digunakan untuk membersihkan pesan text. Sehingga tidak ada tulisan yang ditapilkan pada LCD.
3. setCursor() 19 Instruksi ini digunakan untuk memposisikan cursor awal pesan text di LCD. Penulisan syntax setCursor() ialah sebagai berikut. lcd.setCursor(col,row) dengan lcd ialah nama variable, col kolom LCD, dan row baris LCD. 
4. print() Sesuai dengan namanya, instruksi print() ini digunakan untuk mencetak, menampilkan pesan text di LCD. Penulisan syntax print() ialah sebagai berikut.lcd.print(data) dengan lcd ialah nama variable, data ialah pesan yang ingin ditampilkan.

c. 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), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

    Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

d. Motor Servo

    Motor servo adalah jenis motor listrik yang dirancang untuk memberikan output yang presisi dalam menyelesaikan pergerakan tertentu. Motor ini dilengkapi dengan kontroler yang memungkinkan presisi tinggi dalam mengatur posisi atau sudut rotor. Prinsip kerja motor servo didasarkan pada umpan balik atau feedback yang terus-menerus dari posisi rotor.

Prinsip kerja motor servo:

1. Umpan Balik (Feedback): Motor servo menggunakan sensor umpan balik, seperti potensiometer, enkoder, atau resolver, untuk terus memonitor posisi atau sudut rotor.

2. Kontroler:

   - Kontroler servo menerima sinyal perintah untuk mencapai posisi tertentu.

 - Kontroler membandingkan posisi aktual (yang diberikan oleh sensor umpan balik) dengan posisi yang diminta.

3. Error Signal:

   - Jika terdapat perbedaan antara posisi aktual dan yang diminta, tercipta sinyal kesalahan (error signal).

4. Sinyal Penggerak (Drive Signal):

   - Kontroler menghasilkan sinyal penggerak yang disesuaikan berdasarkan error signal.

   - Sinyal penggerak mengontrol daya yang disuplai ke motor untuk mengoreksi perbedaan posisi.

5. Pergerakan Presisi:

   - Motor servo merespons dengan mengubah posisi rotor untuk mengurangi error posisi.

   - Proses ini berlanjut sampai posisi yang diminta tercapai.

Motor servo sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi, seperti robotika, peralatan CNC (Computer Numerical Control), peralatan audio profesional, dan banyak lagi. Keunggulan motor servo meliputi kemampuan untuk mengontrol kecepatan, torsi, dan posisi dengan sangat presisi, membuatnya ideal untuk aplikasi yang memerlukan akurasi dan kontrol yang tinggi.

e. Relay

   Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis.

Cara Kerja Relay DC

    Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Sebuah relay tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close dan normally open)

 a. Normally close (NC) : saklar terhubung dengan kontak saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka.

 b. Normally open (NO) : saklar terhubung dengan kontak saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup.

     Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada liitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.

         Jenis Relay :

• Timing relay adalah jenis relay yang khusus. Cara kerjanya ialah sebagai berikut : jka coil dari timing relay ON, maka beberapa detik kemudian, baru contact relay akan ON atau OFF (sesuai jenis NO/NC_ contact)
• Latching relay ialah jenis relay digunakan untuk latching atau mempertahankan kondisi aktif input sekalipun input sebenarnya sudah mati. Cara kerjanya ialah sebagai berikut : jika latch coil  diaktifkan, ia tidak akan bisa dimatikan kecuali unlatch coil diaktifkan. Simbol dari latching relay

f. LED

    Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

g. Buzzer

    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, 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 menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. 

Pada gambar berikut tampak simbol buzzer dan bentuk buzzer :

h. Sensor Touch

    Digital Touch Sensor inilah salah satu saklar modern. Digital Touch Sensor merupakan sebuah modul sensor yang berfungsi seperti tombol/saklar, namun cara penggunaanya hanya perlu dengan menyentuhnya menggunakan jari kita. Pada saat disentuh oleh jari, sensor akan mendeteksi aliran arus listrik pada tubuh manusia karena tubuh manusia dapat mengalirkan listrik. Data akan berlogika 1 (HIGH) saat disentuh oleh jari dan akan berlogika 0 (LOW) saat tidak disentuh.

     Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain.

    Grafik respon sensor :

Digital touch sensor dapat digunakan untuk switching suatu alat atau sistem. Seperti untuk menghidupkan lampu, menghidupkan motor, menyalakan sistem keamanan, dan lain-lain

i. Sensor Infrared

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Sensor infrared memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

Prinsip Kerja Sensor Infrared

 

Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.

 

Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor 

Grafik Respon Sensor Infrared

 

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

j. Sensor Flame

    Salah satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api atau yang biasa disebut dengan Flame Detector yang mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang berisiko menyebabkan bencana kebakaran. Namun, saat memilih Flame Detector, pengguna diharuskan telah benar-benar paham atas prinsip dari alat detektor tersebut dan meninjaunya demi mendapatkan Flame Detector yang sesuai dengan aktivitas di dalam lokasi dan tingkat kebutuhannya, serta bagaimana konsekuensi risiko yang mungkin terjadi.

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.
Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

Spesifikasi :

• Tipe : Flame sensor isi 5 sensor
• Vin : DC 3.3V-9V
• Range sensor : 120°
• Output : Digital
• Tiap sensor memiliki lampu indikator
• Mendeteksi api lilin dengan range panjang gelombang 700-1100nm
• Dimensi  : panjang 4 cm x lebar 4 cm
• Berat : 50 gram
• Kondisi : baru

Aplikasi :

Sensor deteksi api, sensor alarm kebakaran, sensor robot KRPAI pemadam api dll

Gambar : Grafik Respon Flame Sensor

k. Sensor LDR

        Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut oleh kalangan orang-orang elektronika yaitu LDR. LDR sendiri adalah jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Juga biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut akan menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif sangat kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang sangat besar pada saat gelap atau cahaya redup.

        Pada saat cahaya terang, akan ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak lagi elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.

Prinsip Kerja LDR :

        Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu garis / jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva. Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium sulphida yang sangat sensitif terhadap pengaruh dari cahaya. Jalur cadmium sulphida yang terdapat pada LDR dapat dilihat pada gambar. Pada gambar jalur cadmium sulphida dibuat melengkung menyerupai kurva agar jalur tersebut dapat dibuat panjang dalam ruang (area) yang sempit. Cadmium sulphida (CdS) merupakan bahan semi-konduktor yang memiliki gap energi antara elektron konduksi dan elektron valensi. Ketika cahaya mengenai cadmium sulphida, maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan dari band valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari cadmium sulphida berkurang dengan hubungan kebalikan dari intensitas cahaya yang mengenai LDR.

Grafik Respon Sensor LDR

l. Gas Sensor ( MQ 2 )

  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. 

Prinsip Kerja :

Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog.

Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut.

konfigurasi dari sensor MQ-S :

Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.

Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.

Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.

Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

Sensor MQ2 memiliki symbol seperti gambar di bawah ini :

Gambar Simbol Sensor MQ2

 Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

Catu daya pemanas : 5V AC/DC

Catu daya rangkaian : 5VDC

Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen

 Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Berikut ini adalah gambar grafik respon sensitifiras sensor MQ2

Grafik Respon Sensor MQ-2

m.  Komunikasi UART

        Komunikasi UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) adalah metode komunikasi data secara serial antara dua perangkat. Komunikasi serial berarti data dikirim satu bit demi satu bit, satu per satu. Arduino Uno memiliki satu antarmuka UART yang terletak pada pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Pin RX digunakan untuk menerima data dari perangkat lain, sedangkan pin TX digunakan untuk mengirim data ke perangkat lain.Untuk menggunakan komunikasi UART pada Arduino Uno, Anda perlu menghubungkan pin RX dan TX Arduino Uno ke pin RX dan TX perangkat lain. Setelah itu, Anda perlu menginisialisasi komunikasi serial di kedua perangkat.

Komunikasi UART dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti:

• Menghubungkan Arduino Uno ke komputer untuk mengirim dan menerima data.
• Menghubungkan Arduino Uno ke sensor atau perangkat lain.
• Menghubungkan Arduino Uno ke jaringan komputer.

Pin RX dan TX adalah pin yang digunakan untuk komunikasi serial pada Arduino Uno. Pin RX digunakan untuk menerima data dari perangkat lain, sedangkan pin TX digunakan untuk mengirim data ke perangkat lain.

Pin RX dan TX menggunakan level tegangan logic 5V atau 3.3V, sesuai dengan hardware yang digunakan. Jika berbeda tenganganya kalian dapat menggunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage devider) atau level converter.

Berikut adalah fungsi pin RX dan TX secara lebih detail:

• Pin RX
  • Mengirim data ke Arduino Uno dari perangkat lain.
  • Data yang dikirim ke Arduino Uno akan diinterpretasikan sebagai data biner.
  • Data biner tersebut dapat berupa karakter, angka, atau data lainnya.
• Pin TX
  • Mengirim data dari Arduino Uno ke perangkat lain.
  • Data yang dikirim dari Arduino Uno harus berupa data biner.
  • Data biner tersebut dapat berupa karakter, angka, atau data lainnya.

5. Percobaan [Kembali]

    a. Prosedur[Kembali]

    1. Siapkan alat dan bahan  yang diperlukan

    2. Susunlah rangkaian seperti prototype smart parking area yang telah dibuat

    3. Koneksikan semua sensor beserta komponen lainnya ke arduino 

    4. Uji rangkaian dengan kondisi yang ada 

    b. Hardware[Kembali]

 Hardware :

1. Solder
2. Jumper
3. Adaptor 12v
4. LCD
5. Motor Dc
6. Motor Servo
7. Relay
8. LED
9. Buzzer
10. Touch Sensor
11. Infrared Sensor
12. Flame Sensor
13. LDR Sensor
14.  MQ 2 Sensor

Gambar Hardware :

     c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali] 

• Rangkaian Simulasi

• Prinsip Kerja

            Pada rangkaian smart parking area menggunakan 5 sensor yaitu, sensor infrared, sensor touch, sensor, sensor gas, sensor flame dan sensor LDR. Selain itu, terdapat 2 buah motor servo, motor dc, buzzer, LCD dan LED.

            Sensor Infrared terdapat pada plang pintu masuk dan pintu keluar pada parkir. Ketika kendaraan memasuki area parkir baik masuk maupun keluar maka sensor infrared akan aktif dan membuka plang. Pada rangkaian jika sensor infrared aktif maka motor servo akan bergerak. Di sisi lain saat kedua sensor infrared aktif, pada pintu masuk terdapat LCD yang akan menampilkan berapa jumlah kendaraan di area parkir sehingga ini dapat berguna untuk memastikan berapa banyak kendaraan terdapat di dalamnya untuk mengelola jumlah dan keamanan dari kendaraan tersebut. 

            Pada pintu keluar terdapat sensor touch, dimana ini berfungsi untuk sistem akses kontrol dan interaksi pengguna dengan perangkat parkir. Saat melakukan pembayaran maka kartu akan ditempel pada tempat yang sudah disediakan dikarena itu dibutuhkan sensor touch. Lalu pintu akses keluar dapat dibuka.

            Selain itu untuk mengontrol pencahayaan di area parkir maka terdapat sensor LDR. Dengan mendeteksi intensitas cahaya, sistem dapat mengatur pencahayaan secara otomatis, menghemat energi listrik, dan memastikan area parkir tetap terang dan aman, terutama di malam hari. Otomatis dari sensor LDR akan menghidupkan lampu LED.

              Sensor flame akan aktif jika mendeteksi kebakaran di area parkir. Sistem ini dapat memberikan peringatan dini jika terjadi kebakaran, memungkinkan respons cepat dari petugas keamanan atau sistem pemadam kebakaran otomatis untuk mencegah kerusakan yang lebih besar dan memastikan keselamatan pengguna. Output dari sensor flame berupa motor dc dimana akan mengaktifkan pompa air untuk memadamkan api.

            Dan terakhir untuk kenyamanan dan keamanan rangkaian smart parking area ini terdapat sensor gas fungsinya untuk mendeteksi kebocoran gas berbahaya di area parkir. Ini penting untuk keamanan pengguna dan mencegah insiden yang berpotensi membahayakan. Dengan mendeteksi gas berbahaya sistem dapat memberikan peringatan dini dan mengambil tindakan pencegahan yang diperlukan. Output dari sensor ini berupa buzzer yaitu alarm yang akan berbunyi jika sensor mendeteksi gas berbahaya.

    d. Flowchart[Kembali]

            A. Master

            B. Slave

    e. Video Demo[Kembali]

    f. Download File[Kembali]

Download Rangkaian klik disini
Download HTML klik disini

Download Flowchart klik disini

Download Listing Program master dan slave

Download Video demo klik disini

Download Soft File Laporan klik disini

    Data Sheet

Download Datasheet Arduino Uno klik disini

Download Datasheet Sensor Touch klik disini
Download Datasheet Flame Sensor klik disini
Download Data sheet Sensor Infrared klik disini
Download Datasheet Sensor LDR klik disini
Download Datasheet Sensor MQ 2  Klik disini
Download Datasheet Motor DC klik disini
Download Datasheet LED klik disini
Download Datasheet Motor Servo klik disini
Download Datasheet LCD klik disini

Download Datasheet Relay klik disini

 Library 

Download Library Arduino Uno klik disini

Download Library Sensor Touch klik disini

Download Library Sensor Flame klik disini
Download Library Sensor Infrared klik disini

Download Library Sensor MQ2 klik disini

Download Library LCD klik disini