ATAP OTOMATIS DENGAN SENSOR HUJAN BERBASIS ATMEGA 8535

Atap Otomatis Dengan Sensor Hujan Berbasis ATMega 8535

Habib Husein Baydawi¹, Muhammad Adi Saifullah²,Flaurecita Gadis Bermana³ 

Jurusan Teknik Elektro, Prodi Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kec, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah, 50275

 ¹habibhusein414@gmail.com

^{2adisaifullah004@gmail.com}

³cflaurecita@gmail.com

 

Intisari- Jurnal ini membahas mengenai perancangan prototype sebuah sistem otomatis yang mampu merespons perubahan cuaca, khususnya hujan. Sistem ini memanfaatkan mikrokontroller ATMega 8535 sebagai otak pengendali utama. Sensor hujan berperan sebagai input utama yang mendeteksi adanya hujan. Ketika sensor mendeteksi air, mikrokontroller akan memberikan perintah kepada aktuator (Motor DC)  untuk menutup atap otomatis. Proses sitem kerja secara garis besar adalah sebagai berikut: sensor hujan mengirimkan sinyal ke komparator yang akan membandingkan nilai ambang batas yang telah ditentukan. Jika nilai sensor melebihi nilai ambang batas, maka sinyal akan dikirimkan ke mikrokontroler, mikrokontroler akan memproses sinyal tersebut dan akan mengaktifkan motor untuk menutup atap. Sebaliknya, jika sensor dibawah nilai ambang batas, motor akan membuka atap. Keunggulan dari sistem ini adalah mampu beroperasi secara otomatis tanpa campur tangan manusia, sehingga lebih efisien dan mengurangi resiko kerusakan benda disekitar atau baju yang tidak kering akibat perubahan cuaca yang tidak menentu. Selain itu sistem juga dapat diintegerasikan dengan sensor lain seperti sensor cahaya untuk mengatur kapan atap membuka dan menutup ketika pagi dan malam. Hasil prototype berhasil merancang sistem Atap Otomatis Menggunakan Sensor Hujan berbasis ATMega 8535. Sistem ini memiliki potensi yang besar untuk diaplikasikan pada berbagai bangunan, terutama pada daerah yang sering mengalami hujan. Pengembangan lebih lanjut dapat dilakukan dengan menambah fitur-fitur tambahan seperti kontrol jarak jauh, monitoring kondisi cuaca melalui aplikasi, dan intgrasi dengan sistem rumah pintar.

Kata Kunci-Atap Otomatis, Sensor Hujan, ATMega 8535, Mikrokontroller, Sistem Kendali Otomatis

I.                   PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi telah membawa perubahan signifikan dalam berbagai aspek kehidupan manusia, termasuk dalam bidang otomatisasi. Salah satu contohnya adalah penerapan teknologi mikrokontroler dalam berbagai sistem kontrol. Mikrokontroler, seperti ATMega 8535, menawarkan fleksibilitas dan kemauan komputasi yang tinggi untuk mengendalikan berbagi perangkat secara otomatis. Dalam konteks bangunan, salah satu tantangan yang sering dihadapi adalah bagaimana menjaga agar peralatan atau barang seperi jemuran tetap kering saat terjadi hujan. Sistem atap otomatis hadir sebagai solusi inovativ untuk mnengatasi permasalahan tersebut (Mufida2017).

Pembuatan prototype Atap Hujan Otomatis Dengan Sensor Hujan Berbasis ATMega 8535 sebagai otak pengendali utama. Dengan menggunakan sensor hujan, sistem ini dapat mendeteksi adanya hujan dan secara otomatis menutup atap untuk melindungi benda benda dibawahnya. Selain itu, sistem ini juga dapat diintegrasikan dengan sesnsor lain seperti sensor cahaya untuk mengatur kapan atap membuka atau menutup pada pagi dan malam hari secara otomatis.

Melalui pembuatan prototype ini, diharapkan dapat dihasilkan sebuah sistem atap otomatis yang efisien, handal, dan mudah digunakan. Sistem ini memiliki potensi untuk diaplikasikan pada berbagai jenis bangunan, seperti rumah tinggal, gedung, dan area parkir. Sselain itu, dengan adanya ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan teknologi otomatis bangunan yang lebih canggih dan ramah lingkungan (Fauzan2021).

B.     RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan uraian diatas, terdapat beberapa perumusan masalah yang harus diperhatikan yaitu:

1.      Bagaimana merancang sebuah sistem atap otomatis yang dapat merespon perubahan cuaca, khususnya hujan, dengan memanfaatkan mikrokontroler ATMega 8535?

2.      Apa saja kendala teknis yang mungkin timbul dalam implementasi sistem atap otomatis berbasis mikrokontroler dan bagaimana cara mengatasinya?

3.      Seberapa efektifkah sistem atap otomatis berbasis mikrokontroler dalam melindungi benda-benda dibawahnya dari kerusakan akibat hujan?

C.     TUJUAN

1.      Membangun sebuah sistem atap otomatis yang dapat berfungsi secara mandiri dan efektif.

2.      Mengevaluasi kinerja sistem prototype dalam mendeteksi hujan, menggerakkan atap, dan melindungi benda dibawahnya.

3.      Mengidentifikasi kendala teknis yang mungkin timbul selama proses perancangan, pembuatan, dan pengujian.

4.      Mencari solusi yang efektif untuk mengatasi kendala-kendala yang ditemukan.

 

II.                METODOLOGI

Tahap pertama yaitu dapat mengidentifikasi mengenai sistem atap otomatis, sensor hujan, mikrokontroler ATMega 8535, dan algoritma kontrol yang relevan. Menentukan konsep dasar sistem atap otomatis, termasuk komponen yang akan digunakan, cara kerja sistem, dan kriteria kinerja yang diharapkan. Membuat diagram blok sistem, memilih komponen elektronik yang sesuai (mikrokkontroler, sensor hujan, motor penggerak, sumber daya) dan merancang rangkaian elektronika. Menulis program pada mikrokontroler ATMega 8535 menggunakan bahasa pemrograman assembly untuk mengontrol seluruh sistem. Program mencakup logika pengambilan keputusan berdasarkan data sensor, pengendalian motor, dan fitur-fitur lain. Lalu pembuatan alat, pengunggahan program ke mikrokontroler ke ATMega 8535, kalibrasi dan pengujian awal. Lalu pada tahap terakhir pengambilan data untuk dianalisis dan didapatkan kesimpulan dari data yang diambil.

III.             KAJIAN PUSTAKA

Pembahasan dalam bagian ini meliputi perancangan dan komponen apa aja yang digunakan dalam projek ini.

A.    KOMPONEN

1.      Mikrokontroler ATMega 8535

Gambar 1. Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu anggota keluarga AVR yang diproduksi oleh Atmel(sekarang Michrochip Technology). Chip ini dirancang untuk aplikasi embedded yang membutuhkan kinerja tinggi, fleksibilitas, dan konsumsi daya yang rendah. ATMega 8535 sering digunakan untuk dalam berbagai proyek elektronik, mulai dari proyek sederhana seperti pengendali lampu hingga proyek yang lebih kompleks seperti robot.

ATmega8535 adalah mikrocontroller 8-bit dari keluarga AVR dengan memori flash 8 KB, SRAM 512 Byte, dan EEPROM 512 Byte. Mendukung hingga 16 MHz, memiliki 32 pin I/O, ADC 10-bit, PWM, serta komunikasi UART, SPI, dan I2C. Mikrocontroller ini sering digunakan untuk aplikasi embedded seperti robotika, kontrol sensor, dan perangkat otomatis karena fleksibilitasnya dan konsumsi daya rendah.

2.      Sensor Hujan dengan Komparatornya

Gambar 2. Sensor Hujan dengan Komparatornya

Sensor hujan adalah komponen elektronik yang dirancang untuk mendeteksi keberadaan air. Prinsip kerjanya beragam, namun umumnya melibatkan perubahan sifat fisik suatu material saat terkena air. Perubahan ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik yang dapat dibaca oleh mikrokontroler melalui komparator. Disini komparator merupakan rangkaian yang digunakan untuk membandingkan tegangan ambang batas  pada input untuk menghasilkan logic 1 atau 0 pada output.

 

3.      Limit Switch

Gambar 3. Limit Switch

Limit switch merupakan komponen elektromekanik yang digunakan untuk mendeteksi posisi atau gerakan suatu objek. Ketika suatu objek  mencapai batas tertentu (limit), maka saklar akan tertekan dan mengirimkan sinyal listrik. Sinyal ini kemudian akan dikirim ke mikrokontroler kemudian diproses untuk menggerakkan aktuator (motor DC).

 

4.      Motor DC Gear Box Kuning

Gambar 4. Motor DC dengan Gear Box Kuning

Motor DC gearbox kuning adalah jenis motor listrik DC yang telah dimodifikasi dengan  penambahan gearbox. Gearbox ini berfungsi untuk meningkatkan torsi(daya putar) motor. Tegangan kerja dari motor DC gear box kuning ini adalah berkisar antara 3V sampai 6V.

5.      Driver MX1616

Gambar 5. Driver MX1616

Driver MX1616 merupakan driver motor dc yang memiliki IC bernama MX1616 yang dirancang khusus untuk mengendalikan motor DC. Chip ini sering digunakan dalam berbagai proyek elektronik, terutama yang melibatkan pengendalian kecepatan dan arah putaran motor DC. MX1616 memungkinkan kita untuk mengontrol motor DC dengan mudah dan fleksibel menggunakan sinyal digital dari mikrokontroler atau sumber sinyal lainnya.

B.     DIAGRAM BLOK

Gambar 6. Diagram Blok

C.     DIAGRAM ALIR SISTEM

Gambar 7. Diagram Alir Sistem

D.    RANGKAIAN SKEMATIK SISTEM

Gambar 8. Rangkaian Skematik Sistem

E.     PROGRAM

.include "m8535def.inc"       ; Menyertakan definisi register dan instruksi untuk ATMega 8535   .org 0x0000                   ;Memulai program dari alamat 0x0000       rjmp    awal              ; Langsung lompat ke label 'awal' untuk memulai program   awal:     ldi     R21,low(RAMEND) ; Load alamat terendah dari stack pointer ke register R21     out      SPL,R21        ; Simpan nilai R21 ke register status stack pointer rendah     ldi     R21,high(RAMEND); Load alamat tertinggi dari stack pointer ke register R21     out      SPH,R21        ; Simpan nilai R21 ke register status stack pointer tinggi       ldi     R21,0b11111000    ; Mengatur bit pada R21 (misalnya: 1 untuk output, 0 untuk input)     out      DDRB,R21       ; Mengatur arah pin pada port B sesuai dengan nilai R21     ldi     r21,0xFF        ; Mengaktifkan pull-up resistor pada semua pin port B     out      PORTB,R21      ; Mengatur semua pin port B menjadi HIGH (karena pull-up aktif)             sbi     DDRD,0            ; Set pin 0 pada port D sebagai output     cbi     PORTD,0           ; Set pin 0 pada port D menjadi LOW     sbi     DDRD,1            ; Set pin 1 pada port D sebagai output     cbi     PORTD,1           ; Set pin 1 pada port D menjadi LOW   ulang:     sbis    PINB,0            ; Cek apakah bit 0 pada pin B high (1)     rcall   tutup             ; Jika high, panggil subrutin 'tutup'     sbic    PINB,0            ; Cek apakah bit 0 pada pin B low (0)     rcall   buka              ; Jika low, panggil subrutin 'buka'     rjmp    ulang             ; Ulangi terus-menerus   tutup:     sbi     PORTD,0           ; Set pin 0 pada port D menjadi HIGH     cbi     PORTD,1           ; Set pin 1 pada port D menjadi LOW     sbic    PINB,1            ; Cek apakah bit 1 pada pin B low (0)     rjmp    tutup             ; Jika low, ulangi     cbi     PORTD,0           ; Set pin 0 pada port D menjadi LOW     cbi     PORTD,1           ; Set pin 1 pada port D menjadi LOW     ret   buka:     cbi     PORTD,0         ; Set pin 0 pada port D menjadi LOW     sbi     PORTD,1         ; Set pin 1 pada port D menjadi HIGH     sbic    pinb,2          ; Cek apakah bit 2 pada pin B low (0)     rjmp    buka            ; Jika low, ulangi     cbi     PORTD,0         ; Set pin 0 pada port D menjadi LOW     cbi     PORTD,1         ; Set pin 1 pada port D menjadi LOW     ret

 

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    GAMBAR PROTOTYPE

Gambar 9. Gambar Prototype Tampak Depan

Gambar 10. Gambar Prototype Tampak Samping

B.     CARA KERJA

Sensor hujan mengirimkan sinyal ke komparator yang akan membandingkan nilai ambang batas yang telah ditentukan. Jika nilai sensor melebihi nilai ambang batas, maka sinyal akan dikirimkan ke mikrokontroler, mikrokontroler akan memproses sinyal tersebut dan akan mengaktifkan motor untuk menutup atap. Sebaliknya, jika sensor dibawah nilai ambang batas, motor akan membuka atap. Ketika motor telah menekan limit switch maka motor akan otomatis berhenti.

C.     HASIL

Gambar 11. Atap Menutup Ketika Sensor Hujan Terkena Air

Gambar 12. Atap Membuka Ketika Sensor Hujan Tidak Terkena Air

V.                KESIMPULAN

Pada percobaan ini telah berhasil dalam merancang dana merancang dan mengimplementasikan sestem atap otomatis berbasis ATMega 8535 menggunakan prototype. Sistem ini memiliki potensi yang besar untuk diaplikasikan pada berbagai bangunan, terutama pada daerah yang sering mengalami hujan. Pengembangan alat ini memungkinkan pembuatan perangkat elektronik yang semakin cerdas dan efisien.

VI.             REFERENSI

Mufida, E., Abas, A., Komputer, T., BSI Jakarta Jl Fatmawati No, A. R., Labu, P., & Selatan, J. (2017). Alat Pengendali Atap Jemuran Otomatis Dengan Sensor Cahaya Dan Sensor Air Berbasiskan Mikrokontroler ATmega16. Informatics For Educators And Professionals, 1(Juni), 163–172.

 

Fauzan, A. (2021). Simulasi Proteus Atap Stadion Automatic Berbasis Arduino Dengan Menggunakan Sensor Hujan Dan Sensor LDR.

VII.          LINK PPT

https://www.canva.com/design/DAGX3gW2pG0/nWFbWf8biS3_Gwkd3xfYQA/edit?utm_content=DAGX3gW2pG0&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton

VIII.        LINK YOUTUBE

 https://youtu.be/5umy31IloWY?feature=shared