Aplikasi Arduino Uno Menggunakan Masukan Mouse dengan Luaran Motor Wiper

Anisa Apriyanti.,M. Lutfi Arimunandar, and M. Yanuariska

Abstract-Applications Arduino  Uno microcontroller with using the mouse enter Wiper Motor output to control the speed of DC Motor Wper (PWM).Arduino can be programmed using the C language,of can be setusingPWM,PulseWideModulationis usingpulsewidthcanbe controlledthrough theduty cyclePWMDC motor.simplyDC motor controlis divided intotwo.The firstis to setthe direction of rotationandthe magnitude ofthe speedofrotation of the motor.Direction of motor rotationcan in principlebe setby reversingthe polarity ofthe incoming voltageto the motor.While themagnitude ofthe motorrotation speedis setby adjustingthe voltage.Thisregulatory mechanismis handledbythe devicedriver motor.In the usingMosfetH-Bridgedrivercan to drivedirectionalPWMmotor inreversetoreach themaximumcurrent20Ampere

Keywords:Arduino, Pulse WideModulation(PWM),H-Bridge,Mosfet

Abstract— Aplikasi Mikrokontroller Arduino uno dengan masukkan mouse menggunakan keluaran Motor WiperDC untuk mengatur kecepatan Motor Wper (PWM).Arduino yang dapat diprogram menggunakan bahasa C ,yag dapat diatur menggunakan PWM, Pulse Wide Modulation yaitu menggunakan lebar Pulsa yang dapat dikendalikan melalui duty cyclePWM motor DC .Pengontrolan motor DC secara sederhana dibagi menjadi dua. Pertama yaitu dengan mengatur arah putaran dan besarnya kecepatan dari putaran motor. Arah putaran motor secara prinsip di atur dengan membalikan polaritas tegangan yang masuk ke motor. Sedangkan besarnya kecepatan putaran motor diatur dengan mengatur tegangannya. Mekanisme pengaturan ini ditangani oleh driver motor.Dalam alat ini menggunakan driver H-Bridge Mosfet yang dapat mendrive dua arah boalak balik motor secara PWM dengan maksimal arus mencapai 20 Ampere

Kata Kunci :Arduino, Pulse Wide Modulation (PWM), H-Bridge,Mosfet

I.     Pendahuluan

D

alam perkembangan zaman untuk saat ini sangat pesat terutama di dalam dunia elektronika. Kontrol otomatik telah memegang perananyang sangat penting dalam perkembangan ilmu danteknologi. Kemajuan dalam teori dan praktek control otomatik memberikan kemudahan dalam mendapatkanperformansi dari sistem,. Untuk menyelesaikan persoalan sistem kontrol menggunakan mouse, menggunakan data suatu aturan untukmenentukan pengambil keputusan sistem kontrol,dengan beberapa kendala tertentu, yang akanmeminimumkan suatu ukuran simpangan dari perilakuidealnya. Pada Proyek Arduino ini digunakan motor dcwiper dengan teknik kontrol menggunakan mouse . Padamotor dc wiper mobil yang dikendalikan menggunakan arduino secara pwm perubahankecepatan motor dapat diatur dengan cara mengubahubahbesarnya tegangan dc yang diberikan pada motor.Untuk pengaturan sistem secara keseluruhanmenggunakan program Arduino menggunakan bahasa C.

Penggunaan Mouse sebagai  pengendali control motor wiper mobil yang dikendalikan menggunakan program mikrokontroller Arduino dengan bahasa C dengan extansion pde pada arduino ,penggunaan mouse yang hanya sebagai kontrol di komputer maupun laptop sebagai  kontrol kursor yang juga dapat diterapkan untuk mengontrol alat ataupun piranti lain   

II.     Tinjauan pustaka

A.        Mouse (Tetikus)

Mouse merupakan perangkat keras (hardware) alam komputer yang berfungsi sebagai penggerak kursor (pointer) pada layar monitor. Mouse sendiri bias dikategorikan dalam peripheral utama komputer karena mouse merupakan perangkat tambahan yang harus ada pada komputer yang menggunakan sistem operasi berbasis GUI.

Gambar Mouse (Tetikus)

Mouse terdiri dari klik kanan, klik kiri dan scroll yang setiap bagian mempunyai fungsi yang berbeda-beda ,Memasukkan perintah kepada komputer dimana cara kerja dari mouse ini adalah dengan cara menggeser - geser mouse di permukaan papan yang datar.Penggerak pointer untuk menunjukkan lokasi tertentu di layar monitor.Digunakan untuk melakukan kegiatan yang disebut dengan: klik (memilih item), double klik (membuka file), klik tahan dan geser / drag drop (memindahkan item) dan klik kanan (menampilkan pilihan menu perintah).Berfungsi untuk menggulung (scrolling) layar dengan menggunakan roda scroll mendeteksi gerakan 2 dimensi secara relatif terhadap posisinya sekarang. Membuat pekerjaan menjadi lebih mudah dan cepat. Terlebih bagi kita yang sering melakukan aktivitas mengedit foto atau membuat desainMemperbesar atau juga memperkecil tampilan worksheet,Mengaktifkan command button dan juga melakukan suatu aksi tertentu pada aplikasi Untuk perintah yang tidak menyediakan menu shortcut, tombol kanan pada mouse berfungsi sebagai tombol enter,Mouse juga bisa berfungsi sebagai pengontrol perbesaran tampilan objek. Mouse juga mampu berfungsi melakukan konversi dan isntruksi ke dalam bentuk sinyal elektronik yang dapat dimengerti oleh computer

B.        Arduino Uno

                                Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328 (datasheet). Dalam bahasa Itali "Uno" berarti satu, maka jangan heran jika peluncuran Arduino 1.0 diberi nama Uno. Arduino ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor AC-DC atau baterai.

Gambar Arduino Uno

Berikut adalah spesifikasi dari Arduino Uno :

Mikrokontroler                                               

ATmega328

Operating Voltage                                                                      5V

Input Voltage (disarankan)                                                  7-12V

Input Voltage (batas)                                                            6-20V

Digital I / O                                                  

Pins 14 (dimana 6 memberikan output PWM)

Analog Input                                                                                                                Pins 6

DC Current per I / O                                                                            Pin 40 mA

DC Current for 3.3V                                                                                   Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328)          

yang 0,5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM                                                        2 KB (ATmega328)

EEPROM                                                    1 KB (ATmega328)

Clock Speed                                                                                             16 MHz

Catatan: Desain referensi Arduino dapat menggunakan ATmega8, 168, atau 328. Model ini menggunakan ATmega328, tapi ATmega8 ditunjukkan dalam skema untuk referensi.Konfigurasi pin identik pada ketiga prosesor.

Input Voltage

Arduino Uno ini dapat beroperasi pada tegangan eksternal dari 6-20 volt. Jika diberikan tegangan kurang dari 7V, maka arduino ini mungkin akan menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator voltage bisa panas dan merusak board.Rentang yang dianjurkan adalah 7-12 volt.

Memori

ATmega328 ini memiliki memori sebesar 32 KB (0,5 KB dari memori tersebut digunakan untuk bootloader) dan juga memiliki memori sebesar 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM.

Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead (). Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (terputus secara default) dari 20-50 kOhms.

C.        Transistor

Transistor adalah kependekan dari transfer resistor (resistor transfer), istilah yang memberikan petunjuk bagaimana alat tersebut bekerja. Arus yang mengalir pada rangkaian output ditentukan oleh arus yang mengalir pada rangkaian input. Karena transistor adalah perangkat tiga terminal, satu elektroda harus digunakan secara bersama-sama oleh rangkaian input dan output. Transistor digolongkan ke dalam dua kategori (bipolar dan efek-medan) dan juga dikelompokkan menurut bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuatnya (silikon atau germanium) dan menurut bidang aplikasinya (misalnya serbaguna, pensaklaran, frekwensi tinggi, dll).Berbagai kelas transistor tersedia sesuai dengan aplikasinya masing-masing.Transistor-transistor silikon lebih unggul dibandingkan dengan transistortransistor germanium untuk sebagian besar aplikasi (terutama pada suhu tinggi) dan oleh karenanya perangkat germanium sangat jarang ditemukan.

D.        Mosfet

Sebuah transistor efek-medan semikonduktor–logam–oksida (MOSFET) adalah berdasarkan pada modulasi konsentrasi muatan oleh kapasitansi MOS di antara elektrode badan dan elektrode gerbang yang terletak di atas badan dan diisolasikan dari semua daerah peranti dengan sebuah lapisan dielektrik gerbang yang dalam MOSFET adalah sebuah oksida, seperti silikon dioksida.Jika dielektriknya bukan merupakan oksida, peranti mungkin disebut sebagai FET semikonduktor–logam–terisolasi (MISFET) atau FET gerbang–terisolasi (IGFET).MOSFET menyertakan dua saluran tambahan yaitu sumber dan cerat yang disambungkan ke daerah dikotori berat tersendiri yang dipisahkan dari daerah badan. Daerah tersebut dapat berupa tipe-p ataupun tipe-n, tetapi keduanya harus dari tipe yang sama, dan berlawanan tipe dengan daerah badan. Daerah sumber dan cerat yang dikotori berat biasanya ditandai dengan '+' setelah tipe pengotor.Sedangkan daerah yang dikotori ringan tidak diberikan tanda.

Jika MOSFET adalah berupa salur-n atau NMOS FET, lalu sumber dan cerat adalah daerah 'n+' dan badan adalah daerah 'p'. Maka seperti yang dijelaskan di atas, dengan tegangan gerbang yang cukup, di atas harga tegangan ambang, elektron dari sumber memasuki lapisan inversi atau salur-n pada antarmuka antara daerah-p dengan oksida.Kanal yang menghantar ini merentang di antara sumber dan cerat, dan arus dialirkan melalui kanal ini jika ada tegangan yang dikenakan di antara sumber dan cerat.

Jika tegangan gerbang dibawah harga ambang, kanal kurang terpopulasi dan hanya sedikit arus bocoran

E.        Motor Wiper

Motor Wiper adalah modul motor menggunakan reduksi beberapa gear, jadi motor yang dapat diatur melalui input dari beberapa gear.

Gambar Motor Wiper

Motor wiper merupakansebuah motor magnet dengan gigi reduksi. Dua cara yang digunakan untuk menimbulkan medan magnet motor, tipe wound rotor yang menggunakan lilitan  (coil) 43 untuk membuat elektro magnet, dan tipe ferrite magnet yang menggunakan ferrite magnet permanen. Prinsip kerja motor ini sama dengan motor DC, karena motor wiper sendiri terdiri dari motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik dari energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi sekaligus sebagai tempat berlangsungnya 2 proses perubahan energi.

III.    Perancangan Alat.

A.     Studi literature :

(1) Mengumpulkan berbagai informasi dari buku-buku, skripsi, tesis maupun jurnal yang berkaitan dengan sistem kendali  mouse dengan kecepatan motor DC berbasis PWM.

Mempelajari cara sistem kendali kecepatan motor DC menggunakan perangkat lunak berupa software yang berorientasi objek.

(2) Mempelajari sistem komunikasi menggunakan interface mikrokontroller yang dapat diimplementasikan dalam sistem kendali kecepatan motor DC.

(3) Mempelajari tentang konsep dasar yang berhubungan dengan prinsip aplikasi PWM pada mikrokontroller khususnya mikrokontroller Arduino.

B.        Perancangan software dan hardware :

(1) Perancangan program mikrokontroller Arduino berbasis

bahasa C dengan memakai Arduino pde.

(2) Perancangan hardware meliputi pemilihan modul sistim minimum mikrokontroller, modul driver H – Bridge mosfet irf 9540 dan irf 540, motor Dc, power suplay.

Tahapan Perancangan Sistem

Perancangan sistem terdiri dari dua bagian pokok yaitu perancangan perangkat lunak ( software )

dan perancangan perangkat keras ( hardware ) : (1) Menyiapkan perangkat hardware berupa 1

unit mouse,Arduino Uno driver H – Bridge Mosfet, motor dc power suplay. (2) Menyiapkanperangkat lunak berupa program Arduino. (3) Malakukan uji coba untuk memastikan bahwa sistem berjalan sesuai yang diinginkan.

C.        Algoritma Program

                                Algoritma yang digunakan menggunakan acuan diagram alir program seperti berikut :

Algoritma diatas digunakan untuk mode pada klik kanan di mouse kemudian motor akan berjalan sesuai dengan perintah.

Diagram alir ini menggambarkan putaran balik atau kiri di program alat tersebut dengan membalik putaran motor.

IV.     Pengujian AlaT

Pengujian dilakukan dengan mengkoneksikan mouse sebagai masukan dengan unit mikrokontrolleryang sudah terhubung ke driver ( H – Bridge ) dan ke motor DC untuk mengetahui apakahsistem sudah berjalan sebagaimana mestinya. Metode pengujian yang digunakan adalah metode pengukuran Pengujian sistem meliputi :(1)Pengujian pulsaPWM dari mikrokontroller apakah ideal atau tidak . (2) Pengujian pulsa PWM dari driver motorbertujuan untuk membandingkan antara sinyal high dan sinhyal low. (3) Pengujian tegangankeluaran driver terhadap masukan PWM untuk mengetahui apakah tegangan yang keluar lineratau tidak. (4) Pengujian kecepatan motor DC terhadap masukan PWM untuk mengetahui berapakecepatan yang dihasilkan motor Dc setelah mendapat masukan PWM. (5) Pengujian ketikaterjadi gangguan pada sistem kendali apakah pada saat terjadi gangguan motor berhenti berputar atau tetap berputar tetapi menurun kecepatannya.

   Gambar Rangakaian soket PS2 ke arduino

Setelah dilakukan pengujian didapat bahwa pada pin 1 merupakan clock pulsa yang dipancarkan dari inputan mouse dan pin 3 sebagai data yang dikirim dari mouse

Rangkaian Driver H-Bridge

                Tujuan pengujian rangkaian ini adlah apakah rangkaian driver ini dapat bekerja dengan baik sebagai driver motor DC secara PWM

                                                                Gambar Driver Motor DC

Setelah diuji rangkaian ini berfungsi dengan baik ,dapat membalikan putaran dengan pulsa wide modulation (PWM)

.

References

[1]     <http://ardnas20.wordpress.com/2010/12/16/flame-detector/>diakses pada 25November 2013

[2]     <http://arduino.cc/en/Guide/ArduinoXbeeShield> diakses pada 26 November 2013

[3]     <http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage> diakses pada 26November 2013

[4]     <https://www.google.com/searchmouseps2> diakses pada 26 November 2013

[5]     <http://biondiocta.wordpress.com/2012/10/16/pengertian-motor-wiper-dc> diakses pada tanggal 26 November 2013

[6]     <http://ilmu-agan.blogspot.com/2013/04/pengertian-dan-fungsi-mouse> diakses pada tanggal 26 November 2013

Nama penulis Anisa Apriyanti. Penulis dilahirkan di kabupaten Pati tanggal 18 April 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Trisula, SDN Kebonsawahan 01 Juwana, SMPN 01 Juwana Pati, dan SMAN 01 Juwana. Tahun 2011 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2011 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.11.1.03. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085727689457 atau melalui via email apriyanti_anisa@ymail.com.

Nama penulis Muchammad Lutfi Arimunandar. Penulis dilahirkan di kota Semarang 24 Agustus 1992. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Akpol Bayangkari, SDN 01 Karang Rejo Semarang, SMPN 11 Semarang, dan SMKN 4 Semarang. Tahun 2011 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2011 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang  (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.11.1.15. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085641258995 atau melalui via email lutfiari92@gmail.com.

Nama penulis Muhammad Yanuariska. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 19 Januari 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK PGRI 02 Srondol, SDN Srondol 02 Semarang, SMPN 12 Semarang, dan SMKN 03 Semarang. Tahun 2011 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2011 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.11.1.16. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 089637256104 atau melalui via email muh.yanuar018@yahoo.com.