Embedded Ethernet di sini digunakan sebagai perangkat tambahan agar dapat memonitor suhu ruangan dan mengendalikan pendingin secara jarak jauh (remote). Dengan memanfaatkan protokol TCP/IP, perangkat ini memiliki sebuah alamat IP dan dapat dengan mudah berkomunikasi dengan mikrokontroler, sehingga kita dapat mengakses sistem pengendali suhu ruangan secara jarak jauh selama terhubung dengan sebuah jaringan komputer atau bahkan jaringan Internet sekalipun.

Bingung? Gak bakal bingung deh setelah kita perhatikan cara kerja dari sistem ini:

Pada intinya perancangan sistem dari pengendali suhu ruangan melalui protokol TCP/IP ini terbagi atas hardware dan software. Hardware nya pun terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian antar muka jaringan dengan computer yaitu embedded Ethernet Siteplayer. Selanjutnya hardware pengendali suhu yang meliputi mikrokontroler, sensor suhu, penggerak kipas dan rangkaian untuk memonitor status kipas. Sedangkan softwarenya antara lain: program utama pengendali suhu, berkas definisi untuk konfigurasi Siteplayer, Perangkat lunak untuk antar muka dengan pengguna, meliputi halaman web (HTML) dan SPI (Siteplayer Interface File).

Rancangan sistem pengendali suhu

Mikrokontroller membaca suhu ruangan sekitar dengan menggunakan sensor suhu. Kemudian mengirimkan hasilnya ke Siteplayer yang terhubung dengan jaringan komputer, sehingga semua pengguna (user) melalui komputer yang terhubung pada jaringan tersebut dapat melihat suhu ruangan  pada saat itu secara real time melalui halaman web. Selain dapat melihat suhu ruangan, pengguna juga dapat memberikan masukan kepada Siteplayer berupa batas atas suhu (setpoint) untuk mengaktifkan pendingin melalui halaman web tersebut. Siteplayer kemudian mengirimkan setpoint ke mikrokontroler. Dengan metode if..then, mikrokontroler akan mengaktifkan pendingin melalui relay jika suhu ruangan saat itu lebih besar atau sama dengan setpoint yang diberikan dan sebaliknya akan menonaktifkan pendingin jika suhu saat itu lebih kecil dari setpoint.

Bagaimana cara mengujinya? Pengujian dilakukan sebanyak dua kali, yaitu yang pertama dilakukan dengan menggunakan kabel jaringan cross over dan dihubungkan langsung dengan sebuah komputer desktop. Pengujian menunjukkan bahwa halaman web pada memori Siteplayer dapat diakses dengan baik oleh komputer.

Pengujian kedua dilakukan untuk menguji sistem pada suatu jaringan komputer, dengan menggunakan sebuah Hub

Hub SMCFS5

Kemudian mengakses halaman web pengendali suhu untuk diamati perubahan suhunya selama 30 menit.

Hasil pengujian sistem

Tampilan suhu pada halaman web kurang lebih sama dengan besarnya suhu pada termometer walaupun pada pertengahan waktu terjadi perrbedaan sebesar 1 derajat yang mungkin dikarenakan sensor LM35 yang terlalui sensitif. Sementara itu setpoint diatur pada suhu 29 oC, maka kipas akan langsung menyala, kemudian suhu berangsur-angsur turun sehingga kipas mati pada menit ke 14. Tetapi kembali naik sedikit di menit-menit akhir dan akhirnya turun ke suhu 28 oC, mungkin dikarenakan kipas yang digunakan telalu kecil. Dengan demikian kipas hanya dapat menjaga suhu paling rendah 28 oC. Suhu ruangan dan status pendingin (kipas) dapat dilihat secara real time oleh pengguna melalui web browser, akan tetapi Siteplayer tidak akan memperbaharui (update) data-data yang ditampilkan oleh halaman web sampai halaman tersebut di-refresh.

Ditulis dengan perubahan dari skripsi:

NUNGKY OCTAVINO

Program Studi Elektronika dan Instrumentasi

Universitas Gadjah Mada

Mobile robot adalah sebuah kendaraan beroda yang mampu bergerak secara mandiri karena dalam pergerakannya dilengkapi dengan penggerak (aktuator) yang dikendalikan oleh komputer yang terpasang di dalamnya. Diharapkan mobile base robot ini merupakan autonomous vehicle yang mampu mengatasi masalah yang dihadapi dalam pelaksanaan tugasnya berdasarkan informasi yang diperoleh dari sensor-sensornya tanpa ada campur tangan manusia.

Penelitian ini membangun sebuah perangkat lunak untuk mengendalikan gerak mobile base robot. Perancangan sistem kendali pada mobile base bertujuan agar mobile base tersebut dapat dikendalikan secara langsung pergerakannya oleh user.

Blok Diagram Sistem

Mobile base didesain berbasis sistem pengendalian differential steering agar dapat bergerak maju, mundur, dan berputar pada porosnya. Sedangkan sistem kontrol pergerakan motor dilakukan dengan menggunakan metoda PWM. Perangkat keras terdiri dari dua buah subsistem utama yakni sub sistem aktuator dan subsistem pengendali. Subsistem aktuator menggunakan motor DC DGM-3255. Driver motor yang digunakan untuk mengendalikan motor adalah IC L298. Untuk menjaga keseimbangan dan dapat bergerak ke berbagai arah digunakan omni-directional wheel HW-8cm-Roller. Sub sistem pengendali menggunakan satu buah mikrokontroler ATMEGA 32L dan satu buah laptop.

Perintah dari laptop akan diproses di mikrokontroler, lalu setelah perintah yang diberikan sesuai di laptop sesuai dengan data yang ada di mikrokontroler, maka mikrokontroler akan melanjutkan perintah tersebut kepada driver motor dan dilanjutkan ke motor sehingga mobile base tersebut akan bergerak sesuai perintah yang diberikan di laptop.

GUI/Tampilan pengendali gerak di laptop

Mobile base ini dapat bergerak maju serta mundur dengan 5 pilihan jarak yang berbeda, belok kanan dan kiri dengan 6 pilihan sudut pergerakan. Namun, pengendali gerak mobile base masih bersifat open loop, tidak menerima feedback data dari sensor, sehingga pergerakannya masih berdasarkan pada input user.

Penulis : Febi Anshari

Institut Teknologi Bandung

Sistem ini menggunakan password sebagai keyword untuk membuka kunci. Kelebihan dari sistem ini adalah pemilik dapat mengunci ataupun membuka pintu dari jarak jauh hanya dengan mengirimkan sms, sehingga pemilik akan lebih mudah karena tidak perlu datang untuk mengunci.

Perancangan Hardware

Perancangan sistem kunci digital dengan keamanan berbasis SMS ini diusahakan menggunakan piranti seminimal mungkin agar spesifikasi dari ukuran sistem dapat diterapkan pada objek sesungguhnya. Sistem yang dirakit terdiri atas sebuah ponsel, motor penggerak, LCD, keypad, sensor-sensor dan sistem kendali. Berikut blok diagram sistem ini :

Sistem kunci pintu digital ini menggunakan motor sebagai penggerak utama gembok sehingga pintu dapat dikunci atau dibuka. Motor ini akan dihubungkan dengan driver yang dapat dikendalikan oleh mikrokontroler. Mikrokontroler sebagai otak/pengendali utama yang mendapat masukan dari keypad maupun HP sistem untuk mengendalikan motor penggerak gembok pintu. Display akan menampilkan angka-angka masukan. Sistem kendali menggunakan mikrokontroller ATMega8535 yang masih merupakan keluarga mikrokontroller AVR. Mikrokontroler ini adalah 8-bit CMOS yang memiliki 512 byte Flash Rom yang dapat langsung diprogram dan juga dihapus dan 512 byte EEPROM sebagai penyimpan password serta instruksi yang kompatibel dengan keluarga AVR.

Komunikasi antara mikrokontroller dengan handphone sistem menggunakan kabel data dengan standard RS-232. Untuk mengubah level tegangan TTL mikrokontroler menjadi level tegangan RS-232 handphone menggunakan IC MAX-232. Password yang dimasukan akan diproses dan dicocokan oleh mikrokontroler. Apabila password yang dimasukan cocok maka kunci akan terbuka.

LCD berfungsi untuk menampilkan informasi apa yang sedang dikerjakan oleh sistem kendali. Selain itu LCD juga berfungsi untuk penampil saat memasukkan password, penggantian password atau informasi status sistem.

Pada sistem ini juga terdapat 3 buah sensor untuk keamanan yaitu berupa sensor ultrasonik untuk pendeteksi adanya penyusup, smoke detector untuk pendeteksi adanya kebakaran dan sensor TGS2610 untuk pendeteksi adanya kebocoran gas LPG. Tanda bahaya dari tiap jenis sensor akan mengirimkan SMS yang unik ke handphone user.

Berikut gambar sistem yang terdiri dari komponen minimal yakni, mikrokontroler, handphone, LCD, keypad, dan motor.

Author : Lingga Wardhana

Referensi :

• Eko, Agfianto., 2002, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Gava Media, Yogyakarta.

• Khang, Bustam, 2002, “Trik Pemrograman Apilkasi Berbasis SMS”, Elex Media Komputindo, Jakarta.

Untuk lebih jelasnya, blok diagram rancangan alat ini sebagai berikut:

Adapun cara kerja dari diagram blok “Penentuan Golongan Darah Manusia Dengan Sistem Elektronik” adalah sebagai berikut : Alat uji golongan darah adalah alat elektronik yang digunakan untuk menguji golongan darah manusia, apakah golongan darahnya A, B, O, atau AB. Sebelum sampel darah hendak diuji, operator harus mencampurkan reagen Anti A dan reagen Anti B pada dua titik darah di kaca prefarat, sehingga ada atau tidaknya proses aglutinasi (proses penggumpalan sel darah merah oleh reagen/serum) dapat di deteksi dengan menggunakan sensor, yaitu led dan photo transistor. Keluaran dari photo transistor tersebut sinyalnya masih terlalu lemah untuk di pakai, maka diperlukan sebuah penguat operasional untuk mengguatkan sinyal yang masih lemah tersebut, sehingga mampu untuk menggerakkan rangkaian dibelakangnya. Tegangan dari sensor setelah dikuatkan oleh penguat operasional, kemudian dibandingkan dengan tegangan referensi oleh rangkaian pembanding tegangan (comparator) sehingga keluarannya merupakan keadaan rendah atau keadaan tinggi. Dalam hal ini, keadaan rendah di anggap sebagai logika 0, dan keadaan tinggi di anggap sebagai logika 1. Dapat di tarik kesimpulan bahwa keluaran dari comparator adalah merupakan keluaran digital. Selanjutnya keluaran dari comparator dimasukkan ke rangkaian pemicu schmitt (schmitt trigger). Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk memperbaiki tegangan dari comparator agar tidak terpengaruh oleh derau atau noise, sehingga benar-benar merupakan sinyal digital. Keluaran dari schmitt trigger yang sudah merupakan sinyal digital, dimasukkan ke rangkaian dekoder (decoders) untuk di proses, dan selanjutnya akan ditampilkan hasilnya pada penampil (display) hasil golongan darahnya. Dalam hal ini untuk penampil menggunakan led. Sebuah motor stepper dan sebuah piringan putar diperlukan untuk meletakkan sampel darah dan menempatkannya tepat pada uji area (antara led dengan photo transistor). Sebuah rangkaian pengendali diperlukan untuk mengatur kerja dari keseluruhan sistem. Rangkaian ini mengatur urut-urutan kerja dari tiap-tiap blok rangkaian, kapan harus mengerakkan motor stepper, mengaktifkan dekoder, dan menampilkan hasilnya pada penampil.

Penentuan Golongan Darah Manusia Secara Manual

Pengujian darah manusia secara manual dilakukan dengan metode slide (metode sel) dengan menggunakan antisera A (berwarna biru) dan antisera B (berwarna kuning). Adapun cara kerja penentuan golongan darah manusia dengan cara manual adalah sebagai berikut. Sampel darah diletakkan pada dua titik darah darah (titik 1 dan titik 2) pada kaca prefarat, kemudian teteskan antisera A pada titik 1 dan antisera B pada titik 2. Aduk kedua titik sampel darah dengan menggunakan pengaduk, agar proses aglutinasi dapat lebih cepat terjadi. Tunggu beberapa saat agar terjadi reaksi kimia, kemudian lihat pada kedua titik itu apakah ada atau tidak proses aglutinasi. Jika ada proses aglutinasi maka di beri tanda + (positif), dan jika tidak ada proses aglutinasi di beri tanda – (negatif).

Penentuan Golongan Darah Manusia Secara Elektronik

Adapun cara kerjanya adalah sebagai berikut. Teteskan sampel darah yang hendak di uji pada dua titik darah pada kaca prefarat, kemudian teteskan antisera A pada titik 1 dan antisera B pada titik 2. Langkah selanjutnya, letakkan kaca prefarat di atas piringan putar. Tunggu beberapa saat sampai sampel darah tepat di atas sensor darah, kemudian lihat hasilnya pada penampil led. Tampilan dari penampil adalah jenis golongan darah yang sedang di uji, apakah golongan darahnya A, B, O, atau AB.

Bagian utama dari perangkat ini adalah sensor darah, yang meliputi led dan photo transistor. Adapun analisis penentuan golongan darah secara elektronik adalah sebagai berikut. Sepasang led dan photo transistor diperlukan untuk mendeteksi proses aglutinasi pada dua titik darah pada sampel uji. Led memancarkan cahaya yang akan menembus sampel darah, dan sebuah photo transistor diperlukan untuk menerima cahaya dari led yang telah menembus sampel darah. Dalam hal ini cahaya yang digunakan adalah cahaya inframerah, sehingga led yang digunakan adalah jenis led yang dapat memancarkan cahaya infra merah dan photo transistor yang digunakan adalah photo transistor yang hanya dapat menerima cahaya infra merah saja. Penggunaan cahaya inframerah bertujuan agar sistem (dalam hal ini sensor) Besarnya intensitas cahaya pada 2 titik sampel darah akan berbeda-beda, tergantung pada ada tidaknya proses aglutinasi. Jika pada salah satu titik sampel darah tidak ada proses aglutinasi, maka intensitas cahaya yang di terima oleh photo transistor akan berkurang dan menyebabkan tegangan keluaran sensor menjadi rendah. Jika pada titik sampel darah yang lain ada proses aglutinasi, maka intensitas cahaya yang di terima photo transistor akan bertambah dan menyebabkan tegangan keluaran sensor menjadi bertambah.

Author : Haryono Budi Susilo

Referensi :

• Richard Aston; Principles of Biomedical Instrumentation and Measurent, Maxwell MacMillan International Edition, 1991.
• Sifferlen T.P., V. Vantanian; Digital Electronics With Engineering Application, Prentice-Hall Inc, Englewood Clifs, N.J., 1970.

Dalam beberapa kasus pemantauan pada mesin, ada kalanya sensor membaca suatu nilai yang bukan berasal dari getaran mesin. Salah satu kasus tersebut merupakan fenomena alam berupa gempa bumi yang sering menjadi kendala bagi pabrik-pabik yang beroperasi pada daerah rawan gempa. Saat fenomena alam ini tejadi, sensor akan “tertipu” dengan pembacaan nilai yang salah akibat guncangan yang berasal dari getaran gempa. Dengan begitu, sistem pemantauan akan menganggapnya sebagai nilai yang berasal dari mesin dan hal tersebut dapat berkibat pada ter-trip-nya mesin yang sedang bekerja, walaupun kondisi mesin sedang dalam keadaan baik.

Penelitian ini merancang sebuah sistem filterasi sinyal gempa yang berbeda dengan filter analog konvensional, yang diberi nama filter anti-gempa berbasis mikrokontroler ATmega32 buatan Atmel Corporation. Dalam penelitian ini, sistem filter anti-gempa khusus dirancang untuk turbin generator unit 3 PLTP Gunung Salak milik PT. Indonesia Power yang memiliki nilai trip sebesar 380 mV.

Perangkat keras filter anti-gempa ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal yang berfungsi untuk membatasi sinyal masukan pada nilai trip mesin, yaitu 380 mV. Perangkat lunak berupa program perhitungan deret Fourier dirancang agar dapat menghilangkan sinyal gempa dengan frekuensi 4 Hz. Selain itu, perangkat lunak juga dibuat agar apabila amplitudo sinyal getaran mesin besar, maka sinyal tersebut akan langsung di-bypass menuju keluaran.

Pengujian perangkat lunak dilakukan dengan membandingkan hasil antara perhitungan program mikrokontroler dengan simulasi MATLAB. Dari kedua hasil perhitungan tersebut didapat nilai yang mirip dengan selisih maksimum sebesar 8,578 mV. Program mikrokontroler juga telah mampu menghilangkan sinyal gempa.

Diagram alir perangkat keras

Foto perangkat keras filter anti gempa

Tabel hasil pengujian perangkat lunak pada kondisi gempa

Author : Teguh Iman Hendriyanto

Institut Teknologi Bandung

Saat ini peran telepon selular atau handphone sudah tak bisa dipisahkan lagi dari kehidupan manusia. Telah banyak manfaat yang bisa diperoleh dari adanya perangkat komunikasi ini. Mulai dari layanan SMS, MMS, Video Call, hingga akses internet secara mobile pun dapat dilakukan melalui telepon seluler. Namun, selain fungsi di atas, ternyata handphone juga memiliki manfaat lain yakni sebagai pengendali alat elektronika. Pengendalian alat elektronik ini memanfaatkan sinyal DTMF (Data Tone Multiple Frequency) pada telepon seluler serta mikrokontroller untuk mengendalikan programnya.

Sekedar catatan, Dual Tone Multiple Frequency(DTMF) adalah teknik mengirimkan angka-angka pembentuk nomor telepon yang dikodekan dengan dua nada yang dipilih dari delapan buah frekuensi yang sudah ditentukan. Secara umum, gambaran sistem seperti berikut :

Kendali perangkat elektronik via telepon selular berbasis mikrokontroler AT89C51, memanfaatkan sinyal-sinyal DTMF yang dihasilkan oleh penekanan tombol-tombol keypad pada telepon selular yang kemudian didekodekan oleh IC MT8870 dan keluarannya dibandingkan dengan data yang telah tersimpan dalam mikrokontroler untuk melakukan proses selanjutnya. Perlu diketahui, IC MT8870 berfungsi untuk menghasilkan sinyal binner 4 bit yang menggambarkan karakter yang dikirim melalui sinyal DTMF.

Pada bagian penerima dapat menggunakan bermacam-macam pesawat telepon. Sedangkan untuk peneriman, dapat menggunakan telepon seluler. Sinyal output dari penerima masih berupa sinyal yang lemah. Oleh karena itu perlu dikuatkan dengan bantuan IC LM7431. Bagian detektor dering dipakai sebagai isyarat adanya masukkan sinyal ke dalam mikrokontroler AT89C51. Selanjutnya, output dari proses yang dikerjakan oleh mikrokontroler AT89C51 akan menyebabkan driver bekerja untuk mengendalikan relay. Nantinya relay ini akan berfungsi untuk menyambung/memutus perangkat elektronik (beban).

Dalam bagan di atas juga terdapat bagian detektor beban, Indikator, dan Pemilih Suara. Bagian-bagian tersebut berfungsi untuk mendeteksi apakah perangkat alat elektronik sudah bisa dikendalikan atau belum. Selanjutnya bagian tersebut akan memberikan laporan mengenai pengendalian tersebut, apakah berhasil atau sebaliknya.

Kendali perangkat elektronik via telepon selular diwujudkan guna mengatasi kendala pengendalian suatu sistem yang masih dibatasi dimensi jarak, ruang dan waktu. Selain itu, efisiensi akan tercapai dengan penggunaan Mikrokontroler AT89C51 sebagai kontrol utama karena harga IC yang relatif murah dan mudah diperoleh dipasaran, dan dapat diwujudkan dalam rangkaian yang lebih sederhana daripada menggunakan IC digital lainnya.

Pengenalan wajah atau Face Recognition merupakan sebuah sistem identifikasi pribadi yang menggunakan karakteristik pribadi seseorang (dalam hal ini wajah orang tersebut) untuk mengidentifikasikan identitas orang tersebut. Sistem yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah sebuah sistem pengenalan wajah yang menggunakan ekstraksi fitur berbasis FLD (Fisher Linear Discriminant). Proses perancangan sistem ini terbagi menjadi 2 (dua) tahap: tahap pengolahan citra dan deteksi wajah serta tahap pengenalan wajah.

Gambar : Blok Diagram Sistem

Citra masukan berupa sebuah citra digital yang kemudian diolah dengan cara melakukan normalisasi cahaya dan ukuran agar kinerja pengklasifikasi (classifier) dapat ditingkatkan. Setelah citra tersebut dinormalisasi, sistem kemudian diharapakan mampu mendeteksi bagian citra tersebut yang merupakan wajah. Pengklasifikasi yang digunakan pada tugas akhir ini untuk mengklasifikasi wajah atau bukan wajah adalah SVM (Support Vector Machine).
Dengan menggabungkan metode seleksi fitur berbasis FLD dengan SVM sebagai pengklasifikasi. FLD (Fisher Linear Discriminant) merupakan kombinasi dari PCA (Principle Component Analysis) dan LDA (Linear Discriminant Analysis). Metode ini memaksimalkan jarak pemisah pola antar kelas dan juga memaksimalkan penyebaran pola di dalam kelas. Dengan menggunakan FLD, maka jumlah fitur yang dapat digunakan untuk membedakan jenis citra menjadi lebih sedikit bila dibandingkan pengambilan fitur yang hanya menggunakan PCA.

Citra mula-mula diubah ke dalam bentuk vector, dalam hal ini matrix citra yang tadinya berukuran 112 x 92 diubah menjadi matrix vector dengan ukuran 1030×1. Setelah semua citra diubah menjadi vector, kemudian dilakukan ekstraksi fitur.
Dengan menggabungkan metode seleksi fitur berbasis FLD dengan SVM sebagai pengklasifikasi. FLD (Fisher Linear Discriminant) merupakan kombinasi dari PCA (Principle Component Analysis) dan LDA (Linear Discriminant Analysis). Metode ini memaksimalkan jarak pemisah pola antar kelas dan juga memaksimalkan penyebaran pola di dalam kelas. Dengan menggunakan FLD, maka jumlah fitur yang dapat digunakan untuk membedakan jenis citra menjadi lebih sedikit bila dibandingkan pengambilan fitur yang hanya menggunakan PCA.

Citra mula-mula diubah ke dalam bentuk vector, dalam hal ini matrix citra yang tadinya berukuran 112 x 92 diubah menjadi matrix vector dengan ukuran 1030×1. Setelah semua citra diubah menjadi vector, kemudian dilakukan ekstraksi fitur.

Gambar : Visualisasi pengubahan citra ke bentuk vektor

Tahapan dalam ekstraksi fitur yang digunakan pada sistem adalah sebagai berikut :
? Ekstraksi fitur PCA
? Ekstraksi fitur FLD

Deteksi Wajah
Citra kulit akan diklarifikasi ke dalam dua golongan, yaitu wajah dan bukan wajah. Sebelumnya, dilakukan pengolahan pada normalisasi cahaya, cross correlation, normalisasi dimensi dan penghitungan bobot. Setelah bobot citra didapat classifier yang telah dilatih sebelumnya, dalam hal ini SVM siap mengelompokkan citra tersebut ke dalam golongan wajah atau bukan wajah.

Gambar : a. citra masukan ; b. citra hasil deteksi kulit

Dari pengujian yang dilakukan, tingkat keberhasilan sistem keseluruhan sebagai sistem pengenalan wajah adalah 83% (83 citra berhasil dideteksi dan dikenenali dari 100 citra uji). Tingkat keberhasilan ini cukup tinggi mengingat sistem ini mampu mengenali individu dari basis data dengan variasi ekspresi atau pose.

Author : Robin

Untuk membantu mengatasi kadar CO2 berlebih diperlukan suatu sistem ventilasi sebagai sirkulasi udara dalam suatu ruangan. Penelitian ini merupakan prototipe dari sistem ventilasi otomatis tersebut, yang mengaplikasikan sensor gas TGS4161 sebagai pendeteksi CO2. Sistem pendeteksi ini terintegrasi dengan LCD sebagai tampilan kadar ppm CO2 dan kipas sebagai ventilasi udara.

Ada tiga kelompok kadar CO2 yang diolah pada penelitian ini, yaitu kadar 350 hingga <600 ppm untuk udara normal, kadar 600 ppm hingga <800 ppm untuk udara agak kotor, dan kadar ?800 ppm untuk udara kotor. LCD akan menampilkan kadar ppm CO2 beserta keterangan kualitas udara dalam ruangan. Jika kualitas udara termasuk kotor, maka kipas akan berputar untuk mensirkulasikan udara agar kembali normal.

Langkah-langkah yang ditempuh dalam menyelesaikan penelitian ini, antara lain membuat perangkat keras sistem, membuat perangkat lunak sebagai program pada mikrokontroler, mengkalibrasi sensor TGS4161, dan mengintegrasikan semua sistem secara keseluruhan, kemudian hasil kerja alat dipantau dengan memberikan kadar CO2 yang berbeda-beda melalui pernafasan pada kotak ujicoba. Perangkat keras terdiri dari mikrokontroler AVR ATMega8535 (4) sebagai pengendali kerja alat, sensor TGS4161 (3) sebagai pendeteksi gas CO2, operational amplifier TLC2272 (2) sebagai penguat sinyal dari keluaran sensor TGS4161, LCD sebagai penampil, serta kipas yang berfungsi sebagai pensirkulasi udara. Perangkat lunak merupakan program pada mikrokontroler untuk mengolah input dari sensor serta output ke LCD dan kipas. Sedangkan kalibrasi dilakukan berdasarkan grafik hubungan antara tegangan output sensor (EMF) dengan kadar ppm CO2.

Gambar 1. Blok Diagram Sistem Kerja Alat

Mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengolahan data berupa sinyal tegangan analog yang akan diubah menjadi data digital dengan ADC  (Analog to Digital Converter), dimana pada AVR ATMega8535 sudah terdapat ADC internal pada Port A, dan juga sebagai pengolah untuk tampilan tulisan pada LCD.

LCD akan menampilkan tulisan indikator udara, yaitu udara normal, agak kotor, atau udara kotor. LCD juga akan menampilkan besarnya ppm CO₂ pada udara. Jika udara kotor, maka mikrokontroler akan memberikan input 1 (high) pada relay yang akan berfungsi sebagai saklar tertutup, dan meneruskan tegangan DC 12 volt ke kipas, sehingga kipas akan berputar untuk mensirkulasikan udara.

Gambar 2. Tampilan LCD pada Udara Normal

Dilakukan lagi pernapasan pada ruang ujicoba selama beberapa detik, pada LCD ditampilkan tulisan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Tampilan LCD pada Udara Agak Kotor

Kemudian, dilakukan lagi pernapasan pada ruang ujicoba dengan waktu yang lebih lama dari yang sebelumnya, pada LCD ditampilkan tulisan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Tampilan LCD pada Udara Kotor

Gambar 5. Grafik Hubungan EMF Op-Amp TLC2272 dengan Kadar PPM C02

Gambar 6. Tampilan Prototipe Pemutar Sirkulasi Udara Otomatis Melalui Deteksi CO2 Berlebih

Robot beroda pendaki gunung dengan kendali remote kontrol secara wireless ini dirancang sebagai prototipe sistem deteksi untuk menelusuri titik-titik pemantauan pada gunung berapi. Pengiriman data-data pengukuran suhu ke bagian penerima dengan jarak yang jauh, menggunakan sistem telemetri dengan modulasi Amplitude Shift Keying (ASK).

Apakah telemetri itu ? Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, maupun kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless), selanjutnya data tersebut dimanfaatkan langsung atau digunakan untuk keperluan analisa. Secara umum sistem telemetri terdiri atas enam bagian pendukung yaitu objek ukur, sensor, pemancar, saluran transmisi, penerima dan penampil/display. Modulasi ASK dalam konteks komunikasi digital merupakan suatu proses modulasi pada dua atau lebih tingkat amplitudo diskrit sinusoidal.

Suhu di sekitar gunung dideteksi dengan menggunakan sensor suhu LM35 [1]. Mikrokontroler yang digunakan adalah AVR ATMega8535 [5], sebagai pengolah data suhu yang dipancarkan dengan sistem ASK menggunakan modul TLP434A [6] dan data input remote kontrol untuk mengendalikan robot. Blok diagram sistem pemancar suhu dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Blok Diagram Sistem Pemancar Suhu

Data sinyal dari remote dibaca oleh infrared receiver [2] kemudian diolah pada mikrokontroler untuk memberikan perintah pada IC L293D [3] sebagai penggerak motor DC. Ada lima input sinyal remote yang akan diolah sebagai penggerak robot ke arah depan, belakang, kanan, kiri, atau berhenti. Blok diagram kendali robot dengan remote kontrol dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Blok Diagram Sistem Kendali Robot

Data yang sebelumnya telah diubah ke dalam bentuk gelombang radio didemodulasikan ASK kembali dengan menggunakan modul RLP434A [6]. Blok diagram sistem penerima data suhu dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Blok Diagram Sistem Pemancar

Output RLP434A dihubungkan ke IC MAX232 [4], dan dengan menggunakan kabel DB9 dihubungkan ke port serial RS232 pada komputer, untuk kemudian ditampilkan data suhu pada program antarmuka dengan menggunakan Visual Basic 6.

Program antarmuka tersebut dapat menampilkan data real-time suhu yang dipancarkan oleh robot. Tabel pada antarmuka terdiri dari tanggal, jam, dan waktu pengukuran, sehingga analisis data akan lebih mudah dilakukan. Data pada tabel juga dapat disimpan dalam basis data pada Microsoft Excel, yang dapat digunakan untuk analisis lebih lanjut terhadap aktivitas gunung berapi yang dipantau.

Gambar 4. Program Antar Muka Robot Akuisisi Suhu

Untuk robot pemantau, masih harus dilakukan pengembangan lebih lanjut agar dapat melewati daerah gunung berapi dan masih harus dilengkapi dengan komponen dan peralatan lain, antara lain: 1. sensor gas yang diperlukan seperti CO₂, H₂S, HCl, SO₂, dan CO sebagai faktor-faktor lain yang dapat menjadi tanda kemungkinan terjadinya erupsi; 2.kamera dan GPS pada robot untuk agar daerah yang dilewati robot dapat dilihat dan lokasi robot berada dapat terus diamati; 3. modul telemetri dengan jarak yang lebih jauh, agar lokasi tempat pemantauan dapat berada di tempat lain yang lebih aman dan jauh dari kawasan gunung berapi.

Gambar 5: Robot Pemantau Erupsi Gunung Berapi Berbasis Deteksi Suhu menggunakan Telemetri

Gambar 6: Bentuk Fisik Alat Bagian Penerima Telemetri

Saat ini sistem kontrol pada vending machine cenderung statis dan amat sulit dirubah, baik itu masukan nominal uangnya maupun jumlah dan harga produknya. Karenanya, diciptakan sebuah sistem kontrol memungkinkan adanya kemudahan konfigurasi ulang oleh pengguna agar dapat diaplikasikan sesuai kebutuhan Untuk itu, maka dirancang sebuah sistem kontrol mesin penjual otomatis berbasis FPGA ALTERA EPF10K10 menggunakan VHDL.

FPGA adalah rangkaian digital terintegrasi yang terdiri dari blok logika yang dapat dikonfigurasi dan dapat diprogram, serta blok interkoneksi yang dapat dikonfigurasi diantara blok-blok ini. Papan pengembangan FPGA yang digunakan dalam perancangan adalah Wizard FLEX-A01 Experiment Board, yang merupakan papan pengembangan FPGA ini berbasis RAM tipe EPF10K10LC84 dari ALTERA dengan kapasitas 10.000 gerbang (gates) logika dan 576 logic element serta 6.144 bit RAM dengan Konektor JTAG untuk koneksi Byteblaster. Perancangan ini dilakukan dengan menggunakan kode VHDL atau VHSIC Hardware Description Language. VHSIC sendiri adalah singkatan dari Very High Speed Integrated Circuits. VHDL adalah sebuah hardware description language yang mendeskripsikan sifat atau watak rangkaian atau sistem digital.

Blok Diagram Perancangan Mesin Penjual Otomatis

Sistem ini terbagi dalam beberapa modul, yaitu : modul koin masuk, modul pemilih produk, modul inti, modul mekanisme pergeluaran produk, modul mekanisme pengeluaran koin, modul kontrol pintu, modul temporal tray, modul penampil 7-segment, dan modul debouncing untuk mengurangi efek bouncing.

Mesin penjual otomatis ini memiliki dua level tray penerima uang, yaitu tray temporal storage atau tempat penyimpan uang sementara dan tray real storage atau tempat penyimpanan uang non-temporal. Masukan uang pada awalnya akan masuk ke tempat penyimpanan sementara, sampai ditekan tombok OK sebagai tombol verifikasi, tempat penyimpanan sementara ini akan terbuka dan uang akan masuk ke tempat penyimpanan nontemporal. Mekanisme ini ada agar apabila pembeli berubah pikiran dan membatalkan transaksi dengan tombol batal, uang yang keluar adalah uang yang tadi dimasukkan. Hal ini untuk menghindari penyalahgunaan mesin penjual otomatis sebagai mesin penukar uang.

Papan perancangan ini memiliki 4 buah input switch yaitu SW0, SW1, SW2 dan SW3 seperti pada Gambar di bawah ini. Keempat switch dihubungkan dengan 4 buah dedicated input pada FPGA chip dan menggunakan pull up resistor 10 K Ohm. SW 0, SW 1 dan SW 2 digunakan untuk memberi masukan sinyal yang mewakili nominal koin untuk mesin penjual otomatis. SW 0 mewakili masukan nominal Rp.200, SW 1 mewakili nominal masukan Rp. 500 dan SW 2 mewakili nominal Rp. 1000.

Laluuu…apa kelebihan mesin penjual otomatis ini? sistem kontrolnya memudahkan jika pengguna ingin mengubah variabel yang diinginkan, seperti produk dengan harga berbeda dan jumlah produk maksimum yang berbeda serta jumlah nominal mata uang yang berbeda. Jadi jika ada data yang ingin diubah, yang dirubah hanya modul-modul yang terkait saja tidak perlu sampai merubah seluruh sistem.

Disadur dari Tugas Akhir Wini Rizkiningayu
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Jurusan Fisika Program Studi Elektronika dan Instrumentasi